燃氣置換PPT課件.pptx

1 1 燃氣置換 2020 3 27 一 天然氣置換方法 為確保安全 在長輸管道和場站的投產(chǎn)過程中一般都選用惰性氣體置換 惰性氣體置換雖然安全性方面比較好 但是操作復雜且成本高 在低壓管道置換過程中一般采用空氣置換或天然氣直接置換 2 2020 3 27 一 天然氣置換方法 直接置換將天然氣直接通入管道中 天然氣與待投產(chǎn)管道中的空氣直接接觸 直至天然氣完全取代空氣 或用空氣直接通入管道中 空氣與待拆除管道中的天然氣直接接觸 直至空氣完全取代天然氣的置換方法稱為直接置換 間接置換將惰性氣體通入管道內(nèi) 直至管道內(nèi)的空氣 或天然氣 完全被取代 然后再將天然氣 或空氣 通入管道直至惰性氣體完全被取代 這種用惰性氣體作為中間介質(zhì)置換的方法稱為間接置換 阻隔置換在間接置換條件下 使用隔離設(shè)備 如阻氣球 清管球 專用隔離裝置等 或惰性氣體將天然氣與空氣隔離的置換方法稱為阻隔置換 3 2020 3 27 一 天然氣置換方法 1直接置換直接將天然氣緩慢通入管道替換空氣 過程中必須監(jiān)控置換情況和出口的天然氣體積分數(shù)或氧氣體積分數(shù) 從檢測管的采樣口取樣 用高精度燃氣檢測儀進行實時的監(jiān)測分析 如果連續(xù)2次測得天然氣體積分數(shù)達到95 以上或取樣中的氧氣體積分數(shù)在2 以下即為合格 置換工作完成 4 2020 3 27 一 天然氣置換方法 1直接置換天然氣直接置換比較簡便也比較經(jīng)濟 但是具有一定的危險性 在置換過程中 管道里必然要產(chǎn)生天然氣與空氣的混合氣體 很容易在某外界因素的誘發(fā)下 如管道內(nèi)焊渣 金屬顆粒滾動等 產(chǎn)生爆炸 因此操作有嚴格的控制條件和要求 對于天然氣來講 它的爆炸極限為5 15 再考慮到其混合的不均勻性 天然氣體積分數(shù)在45 以下均應視為危險區(qū) 遇火源就要發(fā)生爆炸 為此必須嚴格控制 采取各種安全措施 確保無火源 5 2020 3 27 一 天然氣置換方法 1 直接置換可能出現(xiàn)的火源有以下兩種 一是高速氣流會因摩擦產(chǎn)生靜電 所以置換時要對管道系統(tǒng)進行接地 二是高速氣流吹動管道中可能殘留下來的石塊 鐵屑 焊條頭等固體物質(zhì) 與管道內(nèi)壁碰撞產(chǎn)生火花 解決的關(guān)鍵是確保氣流的低速 這樣即便有石塊等雜物 也不會被吹動 也就不可能產(chǎn)生火花 為了避免將雜物帶進管道 應在進氣管道上設(shè)置過濾器 6 2020 3 27 一 天然氣置換方法 1 直接置換根據(jù)英國相關(guān)資料及國內(nèi)應用經(jīng)驗 將置換管道用天然氣的氣流速度控制在最小置換流速以上 一般最大流速控制在3m s以下 在置換過程中采用流速計或U型壓力表觀察管道升壓速度的辦法來測量其充氣流速 用閥門的開度來控制流速 7 2020 3 27 一 天然氣置換方法 旁通管 放散管公稱管徑速查表 0 2MPa 8 2020 3 27 一 天然氣置換方法 2 間接置換用惰性氣體先置換管道里的空氣 再用天然氣置換管道里的惰性氣體 即把惰性氣體作為置換的中間介質(zhì)這里所說的惰性氣體是指既不可燃又不助燃的無毒氣體氮氣二氧化碳He Ne ArKr Xe Rn 9 2020 3 27 一 天然氣置換方法 2 間接置換間接置換方法具體操作過程是先將惰性氣體注入管道 在管道末端放散 使用惰性氣體置換出空氣 直至放散管取樣口惰性氣體的體積分數(shù)達到預定的置換標準為止 然后再將天然氣通入管道 同樣操作 在檢測管的取樣口取樣 用高精度燃氣檢測儀進行實時的監(jiān)測分析 如果連續(xù)2次測得天然氣體積分數(shù)達到95 以上置換完成 此法可靠性好 安全系數(shù)高 成功率也高 操作復雜 繁瑣 進行2次換氣 不僅耗用大量惰性氣體還耗用大量的燃氣 費用較高 并且換氣時間長 工作量大 10 2020 3 27 一 天然氣置換方法 3 阻隔置換阻隔置換方法是近幾年在我國逐步推廣使用的 簡便易行 安全可靠 阻隔置換的方法比完全使用間接置換更經(jīng)濟 也比間接置換技術(shù)要求高 操作難度大 但是如果管道距離長 此方法的安全性和經(jīng)濟性優(yōu)勢明顯 此方法可以用于長度大于250m的管道 但局限于公稱管徑小于等于600mm的管道 惰性氣體阻隔體的體積必須不小于管道體積的10 11 2020 3 27 一 天然氣置換方法 3 阻隔置換充入管道的惰性氣體的體積不能小于下表 12 2020 3 27 二 置換安全 天然氣置換是一項非常危險的工作 若置換方案不當或操作失誤 可能發(fā)生惡性事故 給人民群眾的生命和財產(chǎn)造成損失 天然氣置換的安全問題是在置換過程中首先要解決的問題 必須符合下述要求才允許實施置換工作 1 置換前必須進行風險評估 風險評估 RiskAssessment 在風險事件發(fā)生之前或之后 但還沒有結(jié)束 該事件給人們的生活 生命 財產(chǎn)等各個方面造成的影響和損失的可能性進行量化評估的工作 13 2020 3 27 二 置換安全 2 戴上適合的個人防護裝置 3 準備呼吸器并能正常使用 4 準備滅火器并置于適當?shù)奈恢?14 2020 3 27 二 置換安全 5 管道內(nèi)空氣的置換應在強度試驗 嚴密性試驗 吹掃清管 干燥合格后進行 6 間接置換應采用氮氣或其他無腐蝕 無毒的惰性氣體為置換介質(zhì) 7 現(xiàn)場必須設(shè)置 禁止火源 禁止吸煙 等安全警示 8 置換進氣端處必須安裝壓力表 監(jiān)測壓力 9 放散口高出地面2 5m以上 10 要求管道在置換中接地 特別是連接PE 15 2020 3 27 二 置換安全 11 火源必須距離放散口的上風向5m以外 12 確保氣體能暢通無阻地排到大氣中 13 置換過程中放空系統(tǒng)的混合氣體應徹底放 14 采用阻隔置換法置換空氣時 氮氣或惰性氣體的隔離長度應保證到達置換管道末端空氣與天然氣不混合 15 放空隔離區(qū)內(nèi)不允許有煙火和靜電火花產(chǎn)生 16 置換管道末端應配備氣體含量檢測設(shè)備 當置換管道末端放空管口氣體含氧量體積分數(shù)不大于2 或可燃氣體體積分數(shù)大于95 時即可認為置換合格 16 2020 3 27 二 置換安全 1 分層現(xiàn)象在氣體對氣體的置換過程中密度小的氣體 如天然氣 在密度大的氣體 如空氣 氮氣 的上方流動 或者密度大的氣體在密度小的氣體下流動時 容易出現(xiàn)兩種氣體分層流動的現(xiàn)象 稱之為分層現(xiàn)象 17 2020 3 27 二 置換安全 當檢測人員從出口取樣檢測時 儀器會顯示體積分數(shù)為100 的天然氣 如果此時停止置換 滯留在管道內(nèi)的空氣將與天然氣混合 非?？赡苄纬杀ㄐ曰旌蠚怏w 通過實驗研究發(fā)現(xiàn) 必須保持一定的置換流速才能杜絕置換中的分層現(xiàn)象 英國研究機構(gòu)對各種管徑的燃氣管道進行了實驗 測得了最小的可能發(fā)生分層現(xiàn)象的流速和流量 為了避免分層現(xiàn)象的出現(xiàn) 實際置換流速必須大于最小置換流速 18 2020 3 27 二 置換安全 19 不同管徑對應的最小置換流速 流量 2020 3 27 二 置換安全 2 控制流速或流量 減少靜電積累燃氣在管道中的流速越快 靜電的積累就越大 管道的管徑越大 靜電的積累也越大 采用控制流速或流量可以實現(xiàn)減少靜電積累的目的 根據(jù)國外實驗得出以下管道燃氣安全流速公式g 720 d1 5假如輸送管道管徑為200mm 計算其安全流量約為200m3 h 城鎮(zhèn)燃氣設(shè)施運行 維護和搶修安全技術(shù)規(guī)程 CJJ51 2006要求直接置換時 將壓力控制在5kPa以內(nèi) 也是出于減少靜電影響的考慮 20 2020 3 27 二 置換安全 3 順序置換順序置換就是按照管道管徑大小順序 先大管徑后小管徑 依次置換每個支管 在置換時一般的選擇方法是從最大管徑的管道開始置換 選擇最遠端放散 然后再依次置換其他支管 放散口1 放散口3 放散口4 放散口2 21 2020 3 27 二 置換安全 4 同時置換同時置換就是一個進氣口通入天然氣 所有支管上的放散口同時放散 這種方法要求較高 需要進行計算 必須保證所有支管的天然氣流速大于最小置換流速 而且此方法需要操作人員較多 控制復雜 此方法優(yōu)點是置換時間短 效率高 對周邊影響小 當所有支管的放散口取樣檢測的氧氣體積分數(shù)低于2 時 置換完成 注意 在置換過程中至少保持一個放散口始終打開 理論上要求最遠端的放散口在置換完成前一直打開 22 2020 3 27 二 置換安全 5 用戶管