燃氣管網(wǎng)檢修作業(yè)過程中放散燃氣的回收技術

摘 要

摘要：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
摘要：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。
關鍵詞：燃氣管網(wǎng)；檢修作業(yè)；燃氣；回收；節(jié)能；裝置；多功能
    國內(nèi)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(nèi)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(nèi)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。
    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(nèi)的燃氣抽出加壓，并輸入至運行側的燃氣大管網(wǎng)內(nèi)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10m3/min；功率為90kW；排氣壓力為0.8mPa；主機外形尺寸為2300×1600×1550mm；全機重量為3200kg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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)燃氣抽出加壓，并“灌入”運行側正在運行的大管網(wǎng)內(nèi)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(nèi)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(nèi)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DN400mm管道為例，每次檢修過程可大致節(jié)省天然氣620m3，直接經(jīng)濟效益2000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。
參考文獻
[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].2009-03-09.
 
 (本文作者：羅東曉1，2 1.新奧燃氣控股有限公司；2.中山大學)