燃气管网检修作业过程中放散燃气的回收技术

罗东晓

1.新奥燃气控股有限公司 2.中山大学

燃气管网检修作业过程中放散燃气的回收技术

罗东晓1,2

1.新奥燃气控股有限公司 2.中山大学

罗东晓.燃气管网检修作业过程中放散燃气的回收技术.天然气工业,2010,30(5):102-103.

常规城市燃气管网抢险抢修作业都是采取直接放散燃气的方式进行,造成能源浪费和环境污染,并存在重大安全隐患。为此,研制出了便携式放散燃气回收装置,将这部分燃气回收并加以利用。详细介绍了便携式放散燃气回收装置的构成、基本工作原理和实际操作,并对该装置的经济性进行了分析。研究结果表明,便携式放散燃气回收装置,不仅能完全回收检修作业过程中原本需排入大气、被浪费掉的燃气,实现零排放,彻底消除安全隐患,而且能够提供用于管道吹扫或强度与气密性试验的压缩空气介质,还能供应用于置换的惰性气体,是一种极有推广应用前景的设备。

燃气管网 检修作业 燃气 回收 节能 装置 多功能

DO I:10.3787/j.issn.100020976.2010.05.026

国内城市燃气管网抢险、抢修作业普遍采用的方式是“燃气直接排放法”。这种方式尽管快捷、方便,但却存在明显缺陷:①浪费大量能源;②污染大气环境;③极易引发火灾、爆炸等安全事故;④扰民,排放过程中产生一些噪音和刺鼻的气味,对居民心理和身心健康造成不利影响。如何避免这类燃气放散,将传统作业方式中原本需要被放散掉的燃气回收并加以利用,是一个十分重要并具现实意义的课题。

1 回收检修作业过程中放散燃气的基本构思

设计一种投入成本低廉、安全可靠、体积小巧、安装连接方便、移动方便的装置,采用简捷、实用、先进的方法对这部分放散燃气进行快速回收并就近加以利用。

实施方案:由机动车辆携带的这一便携式装置移动至待检修区域,通过简单的操作,实现与相关部位的有效联结。待检修区域管道内的原本需要放散的燃气通过这个装置加压后,“灌入”邻近的、正常运行的大管网管道内供用户使用,抽完这部分放散燃气后再开始检修作业。整个检修过程基本做到零排放,并杜绝安全事故发生。同时,该装置还能够发挥多功能的优势,比如,可用于对检修区域修复完工后管道(也可以是新建设的管道)的置换、吹扫和强度与气密性试验,保障管道的检修施工质量,确保新建或修复后的管道能够安全投入运营。

2 装置的构成、基本原理与操作

2.1 工作原理

图1是放散燃气回收装置的工作原理框图[1]。

回收装置通过耐压金属软管,分别与隔离阀门两侧(检修侧、运行侧)的放散阀门管道连接,位于检修侧(A2)为进气管路,运行侧(A1)则为排气管路。金属软管借助于特制的快速连接器与放散管道相连接,选择不同口径的快速连接器接头,可实现同一条金属软管管与不同管径放散管道快速联通,以节省安装时间。

图1 放散燃气回收装置的工作原理框图

检修作业前,关闭相关隔离阀门(A、B、C),将待检修区域管网与外侧运行中的大管网隔断后,回收装置的气体压缩机启动,将待检修区域管道内的燃气抽出加压,并输入至运行侧的燃气大管网内供用户使用。抽气工作完成后,开始进行检修作业。

2.2 主要设备介绍

气体压缩机的驱动能源有两种:①电力驱动,又分市电或自带柴油发电机发电驱动两种类型;②燃气驱动,即燃气压缩机,以适应检修地区没有电力供应的场所。电动压缩机基本参数:额定流量为10 m3/min;功率为90 kW;排气压力为0.8 m Pa;主机外形尺寸为2 300×1 600×1 550 mm;全机重量为3 200 kg左右。

整个装置采用防爆型设计,符合国家相关标准。另外,该装置还配备有燃气泄漏报警设备、氧气含量在线检测仪、甲烷含量快速检测仪、压力温度显示仪、燃气热值快速分析仪等监测仪器,完成必要的分析与检测。

2.3 回收装置功能与内部管路连接

回收装置具备3项功能:①回收放散燃气功能,对应“抽气”模式;②对管道进行压缩空气吹扫和强度与气密性试验功能,对应“空压”模式;③提供惰性气体功能,对应“置换”模式。各功能之间的切换借助于相关控制阀门来完成,图2是放散燃气回收装置内部管路连接图。

图2 放散燃气回收装置内部管路连接图

1)“抽气”模式:阀门 2、3 开启 ,阀门 1、4、5、6 关闭。气体压缩机通过进气通道(a、b、c、d、e)和排气通道(a′、b′、c′、d′、e′),将检修区域管道内的燃气通过放散控制阀门A1“灌入”位于运行侧的燃气大管网内供用户使用。

2)“空压”模式:阀门 1、4 开启 ,阀门 2、3、5、6 关闭。压缩空气通过a、b、c、d、e通道进入检修区域管网管道,对管道进行吹扫和气密性试验。

3)“置换”模式:阀门 6 开启 ,阀门 1、2、3、4、5 关闭。储存在f中的惰性气体通过b、c、d、e通道进入检修区域管网管道,对检修区域进行安全置换。

2.4 操作

2.4.1 放散燃气回收

①正确连接装置,并将装置置于“抽气”模式;②启动压缩机,将待检修区域管网管道内燃气抽出加压,并“灌入”运行侧正在运行的大管网内供用户使用;③按照生产作业方案开始检修作业,直至检修任务完成。

全部检修过程基本上做到“零排放”。

2.4.2 惰性气体置换

若须进行惰性气体置换,则在完成上述步骤基础上,继续进行“置换”模式操作:①打开检修侧的放散控制阀门A2,以惰性气体置换待检修区域管道内的燃气;②置换工作结束后,按照生产作业方案开始检修作业,直至检修任务完成。

2.4.3 管道吹扫及强度与气密性试验

进行“空压”模式操作:①启动气体压缩机,以压缩空气对已检修完工管道的管网系统进行吹扫,排出管道内残存的杂物及杂质;②利用压缩空气对检修管道部位进行泄漏检测及强度与气密性试验。

3 效果

以DN400 mm管道为例,每次检修过程可大致节省天然气620 m3,直接经济效益2 000多元,重要的是消除了城市燃气管网抢险、抢修作业的安全隐患,杜绝了燃气直接排入大气,社会效益显著。

[1]罗东晓.燃气管网检修作业过程中放散燃气的回收方法及其装置:中国,200910037697.9[P].2009203209.

(修改回稿日期 2010203218 编辑 何 明)

罗东晓,1961年生,教授级高级工程师,中山大学、华南理工大学兼职教授,学士;取得5项省部级科学技术成果奖励和16项国家技术发明专利;主要从事天然气高效利用及新能源技术研究工作。地址:(523000)广东省东莞市莞龙路柏州边段206号。电话:13501520589。E-mail:ldx2005@vip.sohu.com