燃氣管網(wǎng)檢修作業(yè)過程中放散燃氣的回收技術

羅東曉

1.新奧燃氣控股有限公司 2.中山大學

燃氣管網(wǎng)檢修作業(yè)過程中放散燃氣的回收技術

羅東曉1,2

1.新奧燃氣控股有限公司 2.中山大學

羅東曉.燃氣管網(wǎng)檢修作業(yè)過程中放散燃氣的回收技術.天然氣工業(yè),2010,30(5):102-103.

常規(guī)城市燃氣管網(wǎng)搶險搶修作業(yè)都是采取直接放散燃氣的方式進行,造成能源浪費和環(huán)境污染,并存在重大安全隱患。為此,研制出了便攜式放散燃氣回收裝置,將這部分燃氣回收并加以利用。詳細介紹了便攜式放散燃氣回收裝置的構成、基本工作原理和實際操作,并對該裝置的經(jīng)濟性進行了分析。研究結果表明,便攜式放散燃氣回收裝置,不僅能完全回收檢修作業(yè)過程中原本需排入大氣、被浪費掉的燃氣,實現(xiàn)零排放,徹底消除安全隱患,而且能夠提供用于管道吹掃或強度與氣密性試驗的壓縮空氣介質,還能供應用于置換的惰性氣體,是一種極有推廣應用前景的設備。

燃氣管網(wǎng) 檢修作業(yè) 燃氣 回收 節(jié)能 裝置 多功能

DO I:10.3787/j.issn.100020976.2010.05.026

國內城市燃氣管網(wǎng)搶險、搶修作業(yè)普遍采用的方式是“燃氣直接排放法”。這種方式盡管快捷、方便,但卻存在明顯缺陷:①浪費大量能源;②污染大氣環(huán)境;③極易引發(fā)火災、爆炸等安全事故;④擾民,排放過程中產(chǎn)生一些噪音和刺鼻的氣味,對居民心理和身心健康造成不利影響。如何避免這類燃氣放散,將傳統(tǒng)作業(yè)方式中原本需要被放散掉的燃氣回收并加以利用,是一個十分重要并具現(xiàn)實意義的課題。

1 回收檢修作業(yè)過程中放散燃氣的基本構思

設計一種投入成本低廉、安全可靠、體積小巧、安裝連接方便、移動方便的裝置,采用簡捷、實用、先進的方法對這部分放散燃氣進行快速回收并就近加以利用。

實施方案:由機動車輛攜帶的這一便攜式裝置移動至待檢修區(qū)域,通過簡單的操作,實現(xiàn)與相關部位的有效聯(lián)結。待檢修區(qū)域管道內的原本需要放散的燃氣通過這個裝置加壓后,“灌入”鄰近的、正常運行的大管網(wǎng)管道內供用戶使用,抽完這部分放散燃氣后再開始檢修作業(yè)。整個檢修過程基本做到零排放,并杜絕安全事故發(fā)生。同時,該裝置還能夠發(fā)揮多功能的優(yōu)勢,比如,可用于對檢修區(qū)域修復完工后管道(也可以是新建設的管道)的置換、吹掃和強度與氣密性試驗,保障管道的檢修施工質量,確保新建或修復后的管道能夠安全投入運營。

2 裝置的構成、基本原理與操作

2.1 工作原理

圖1是放散燃氣回收裝置的工作原理框圖[1]。

回收裝置通過耐壓金屬軟管,分別與隔離閥門兩側(檢修側、運行側)的放散閥門管道連接,位于檢修側(A2)為進氣管路,運行側(A1)則為排氣管路。金屬軟管借助于特制的快速連接器與放散管道相連接,選擇不同口徑的快速連接器接頭,可實現(xiàn)同一條金屬軟管管與不同管徑放散管道快速聯(lián)通,以節(jié)省安裝時間。

圖1 放散燃氣回收裝置的工作原理框圖

檢修作業(yè)前,關閉相關隔離閥門(A、B、C),將待檢修區(qū)域管網(wǎng)與外側運行中的大管網(wǎng)隔斷后,回收裝置的氣體壓縮機啟動,將待檢修區(qū)域管道內的燃氣抽出加壓,并輸入至運行側的燃氣大管網(wǎng)內供用戶使用。抽氣工作完成后,開始進行檢修作業(yè)。

2.2 主要設備介紹

氣體壓縮機的驅動能源有兩種:①電力驅動,又分市電或自帶柴油發(fā)電機發(fā)電驅動兩種類型;②燃氣驅動,即燃氣壓縮機,以適應檢修地區(qū)沒有電力供應的場所。電動壓縮機基本參數(shù):額定流量為10 m3/min;功率為90 kW;排氣壓力為0.8 m Pa;主機外形尺寸為2 300×1 600×1 550 mm;全機重量為3 200 kg左右。

整個裝置采用防爆型設計,符合國家相關標準。另外,該裝置還配備有燃氣泄漏報警設備、氧氣含量在線檢測儀、甲烷含量快速檢測儀、壓力溫度顯示儀、燃氣熱值快速分析儀等監(jiān)測儀器,完成必要的分析與檢測。

2.3 回收裝置功能與內部管路連接

回收裝置具備3項功能:①回收放散燃氣功能,對應“抽氣”模式;②對管道進行壓縮空氣吹掃和強度與氣密性試驗功能,對應“空壓”模式;③提供惰性氣體功能,對應“置換”模式。各功能之間的切換借助于相關控制閥門來完成,圖2是放散燃氣回收裝置內部管路連接圖。

圖2 放散燃氣回收裝置內部管路連接圖

1)“抽氣”模式:閥門 2、3 開啟 ,閥門 1、4、5、6 關閉。氣體壓縮機通過進氣通道(a、b、c、d、e)和排氣通道(a′、b′、c′、d′、e′),將檢修區(qū)域管道內的燃氣通過放散控制閥門A1“灌入”位于運行側的燃氣大管網(wǎng)內供用戶使用。

2)“空壓”模式:閥門 1、4 開啟 ,閥門 2、3、5、6 關閉。壓縮空氣通過a、b、c、d、e通道進入檢修區(qū)域管網(wǎng)管道,對管道進行吹掃和氣密性試驗。

3)“置換”模式:閥門 6 開啟 ,閥門 1、2、3、4、5 關閉。儲存在f中的惰性氣體通過b、c、d、e通道進入檢修區(qū)域管網(wǎng)管道,對檢修區(qū)域進行安全置換。

2.4 操作

2.4.1 放散燃氣回收

①正確連接裝置,并將裝置置于“抽氣”模式;②啟動壓縮機,將待檢修區(qū)域管網(wǎng)管道內燃氣抽出加壓,并“灌入”運行側正在運行的大管網(wǎng)內供用戶使用;③按照生產(chǎn)作業(yè)方案開始檢修作業(yè),直至檢修任務完成。

全部檢修過程基本上做到“零排放”。

2.4.2 惰性氣體置換

若須進行惰性氣體置換,則在完成上述步驟基礎上,繼續(xù)進行“置換”模式操作:①打開檢修側的放散控制閥門A2,以惰性氣體置換待檢修區(qū)域管道內的燃氣;②置換工作結束后,按照生產(chǎn)作業(yè)方案開始檢修作業(yè),直至檢修任務完成。

2.4.3 管道吹掃及強度與氣密性試驗

進行“空壓”模式操作:①啟動氣體壓縮機,以壓縮空氣對已檢修完工管道的管網(wǎng)系統(tǒng)進行吹掃,排出管道內殘存的雜物及雜質;②利用壓縮空氣對檢修管道部位進行泄漏檢測及強度與氣密性試驗。

3 效果

以DN400 mm管道為例,每次檢修過程可大致節(jié)省天然氣620 m3,直接經(jīng)濟效益2 000多元,重要的是消除了城市燃氣管網(wǎng)搶險、搶修作業(yè)的安全隱患,杜絕了燃氣直接排入大氣,社會效益顯著。

[1]羅東曉.燃氣管網(wǎng)檢修作業(yè)過程中放散燃氣的回收方法及其裝置:中國,200910037697.9[P].2009203209.

(修改回稿日期 2010203218 編輯 何 明)

羅東曉,1961年生,教授級高級工程師,中山大學、華南理工大學兼職教授,學士;取得5項省部級科學技術成果獎勵和16項國家技術發(fā)明專利;主要從事天然氣高效利用及新能源技術研究工作。地址:(523000)廣東省東莞市莞龍路柏州邊段206號。電話:13501520589。E-mail:ldx2005@vip.sohu.com