上海大眾燃氣有限公司　徐立敏

淺談如何提升氣柜置換的效率

上海大眾燃氣有限公司徐立敏

對儲氣柜中的煤氣進行置換是一項危險的工作，若置換方案選擇不當或操作失誤，均可能發(fā)生惡性事故，造成嚴重損失。文章對徐涇站氣柜的置換進行了具體的探討和反復(fù)論證，采取了科學、合理、高效的置換方法，全面提高了對氣柜中氣體置換的效率，一定程度上既降低工作強度，又提高經(jīng)濟效益。

煤氣儲氣柜煙氣置換法置換效率

隨著上海城市能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整和優(yōu)化，天然氣作為一種清潔、安全的能源將會替代人工煤氣，供廣大用戶所使用。根據(jù)《上海市燃氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》要求，在2015年5月，上海實現(xiàn)了管道天然氣全覆蓋，至此，為大家熟悉的“煤氣包”退出了歷史舞臺，然而，在拆除這些煤氣儲氣柜之前，需要先將儲氣柜穹頂中存留的約1.4萬立方米的煤氣進行置換(以下簡稱“氣柜置換”)，以確保安全。

1　氣柜置換工藝

1.1置換方法

氣柜置換采用的是“煙氣置換法”，即以燃氣作為燃燒源，在煙氣爐中和空氣充分燃燒，經(jīng)過冷卻，水汽分離后所得的混合氣體(煙氣)通過管道輸送進氣柜，逐漸將氣柜中的煤氣轉(zhuǎn)化成不可燃燒的煙氣，從而保證拆除氣柜時的安全。

1.2氣柜置換流程

氣柜置換流程如圖1所示。

圖1　儲氣柜置換流程

氣柜置換步驟如下：

(1)將兩臺煙氣爐安裝于圖1所示位置，煙氣投氣管從氣柜水封井前面接入，燃氣管從場外接入。

(2)對就位的煙氣爐進行調(diào)試，觀察其運行狀態(tài)，確保運行正常。

(3)正式置換開始，調(diào)節(jié)進口燃氣量與風量，在放散口取樣，當出口煙氣中氧氣含量小于2%，并且一氧化碳含量小于1%后，開啟煙氣爐與氣柜連接的閥門(見圖2)，將煙氣經(jīng)管道送入氣柜進行置換。

圖2　開啟煙氣爐與氣柜連接的閥門

(4)參與置換的工作人員在現(xiàn)場進行不間斷巡視，隨時掌握煙氣爐的燃燒情況和置換進程。

(5)定時在氣柜的放散口對柜內(nèi)的氣體進行取樣檢測和分析，當氣柜內(nèi)混合氣體CO含量低于爆炸下限(小于等于1%)的合格標準，該氣柜的置換工作得以完成。

1.3該置換工藝的優(yōu)缺點

“煙氣置換法”的優(yōu)點是質(zhì)量好、成本低、運送便捷，難點是操作較為復(fù)雜、工期較長、對現(xiàn)場的安全要求高。萬一操作失誤有可能發(fā)生惡性事故。另外，在對氣柜進行置換的過程中，現(xiàn)場會產(chǎn)生較大的噪音以及煙霧，并且，置換工作需要晝夜連續(xù)進行，這對儲配站附近居民的正常生活帶來了很大的干擾和不安。因此，我們希望通過優(yōu)化置換方案，來縮短氣柜置換工程的時間，盡量減少對周邊市民的影響。

2　對可能影響氣柜置換效率的問題分析

過程中存在的主要問題，我們利用問卷調(diào)查的形式，對25名曾參加楊高路站氣柜置換的技術(shù)及管理人員進行資料采集，讓他們各自選出在氣柜置換中最應(yīng)解決的問題，并將收集到的信息進行匯總，制成了“氣柜置換主要問題統(tǒng)計表”(見表1)。

表1　氣柜置換主要問題統(tǒng)計

從表1中我們可以看出，“氣柜置換時間長”和“現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生故障”這兩項問題是可能影響氣柜置換效率的主要癥結(jié)，因此，我們決定運用技術(shù)攻關(guān)來解決和優(yōu)化這兩項主要問題，從而提升氣柜置換效率。

“氣柜置換時間長”和“現(xiàn)場設(shè)備發(fā)生故障”的原因分析：

(1)電路跳閘使置換中斷。通過現(xiàn)場分析后發(fā)現(xiàn)水泵、風機等大功率電氣設(shè)備在長時間工作運行下，會發(fā)生短路、過載等引發(fā)跳閘的現(xiàn)象。在楊高路站置換過程中曾發(fā)生過4次因跳閘導(dǎo)致的置換中斷。

(2)產(chǎn)生的煙氣中煤氣含量過大。煙氣中的煤氣含量過大會直接影響置換的進度，由于之前是通過每4小時一次的化學實驗來判斷煙氣中的煤氣含量，無法進行隨時檢測，故對煤氣進氣量的掌控有時會有偏差。

(3)安置和調(diào)試煙氣爐的用時較長。每置換一個氣柜都要調(diào)整和移動煙氣爐，待煙氣爐就位后，重新要對設(shè)備進行調(diào)試，根據(jù)楊高路站置換時的時間統(tǒng)計，每次安置和調(diào)試置換設(shè)備平均用時49個小時，占到工程近一半的時間。

3　提高氣柜置換效率的可行性分析

3.1楊高路站置換用時統(tǒng)計分析

根據(jù)楊高路站置換時的統(tǒng)計，平均置換一個氣柜工期在4天以上(104個小時)，且根據(jù)置換過程中所統(tǒng)計的時間數(shù)據(jù)，制作了餅分圖(見圖3)。

圖3　楊高路站氣柜置換主要用時

由圖3中我們看到，整個置換過程中，非換氣作業(yè)占了近一半時間，如果能縮短這部分時間，整個置換工程進度可能會大大的降低。

3.2置換工藝和方法分析

之前楊高路儲配站完成置換時所采用的工藝和方法都是沿用較早前的傳統(tǒng)方式。隨著當前科技的不斷進步，我們相信應(yīng)該會有更好的設(shè)備或工藝可供使用。經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員分析，待置換的兩個儲配站(徐涇站、漕寶路站)的站區(qū)工藝情況較楊高路站更為有利，如能科學、合理地利用，將有很大機會提高置換效率。

3.3操作人員和技術(shù)人員因素

現(xiàn)場操作和技術(shù)人員之前大都已參與過氣柜置換，積累了許多工作的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)資料，也為提高氣柜置換效率提供了有力的支撐。

4　提高氣柜置換效率的改進措施

4.1解決安置和調(diào)試煙氣爐的用時較長問題

技術(shù)人員對徐涇站區(qū)的工藝情況進行綜合分析后認為，站區(qū)的管線布置較楊高路簡潔，且大多工藝閥門都為電動閥門，方便調(diào)度操作，安放置換設(shè)備的場地也很寬敞，有利于置換工作的開展。

通過分析站區(qū)管網(wǎng)(見圖4)結(jié)合現(xiàn)場勘查后發(fā)現(xiàn)，如果將置換設(shè)備安置于靠近3#氣柜的5#閥門附近，把煙氣管道與進入氣柜的管道進行鑲接后，可直接對3#氣柜進行置換，等3#氣柜置換完成后，調(diào)節(jié)閥門使煙氣通過站區(qū)內(nèi)連通的管道進入下一個要置換的氣柜，并利用站區(qū)的水管向氣柜與閥門間的分隔水井進行灌水以阻隔煙氣進入，如此，便可連續(xù)進行氣柜置換，省去了移動和調(diào)試置換設(shè)備的不利因素。

圖4　徐涇儲配站儲氣柜和部分管網(wǎng)

4.2解決電路跳閘使置換中斷問題

電氣技術(shù)人員在查閱相關(guān)圖紙資料后發(fā)現(xiàn)，置換現(xiàn)場用電主要集中在一些大功率的輔助設(shè)備，例如：風機、水泵、大功率照明等，而之前楊高路站轉(zhuǎn)換時所采用的供電方式為一路進線，因此，長時間的電氣設(shè)備運行會受到過載或絕緣短路等影響，發(fā)生跳電。

在研究了站區(qū)電路圖后，技術(shù)人員決定從站區(qū)低壓配電室接出兩路進線連接到現(xiàn)場的電氣控制箱，從而將之前的一路進線改為兩路進線的配電方式，這樣即便有一路進線發(fā)生跳閘，另一路進線也能確保電氣設(shè)備的連續(xù)運行。

4.3解決產(chǎn)生的煙氣中煤氣含量過大問題

我們認為，之前以化學實驗來判斷煤氣含量方法，每次檢測需要近半個小時，每隔4小時檢測一次，因此，不能對煤氣含量進行精確掌控。通過上網(wǎng)查詢、專業(yè)咨詢等多種途徑來尋找更為合理的檢測工具。經(jīng)過多項比較，并在得到上級部門的同意下，最終決定采用一款先進的煤氣檢測儀來進行煤氣含量檢測。

新采用的煤氣檢測儀，從取樣到完成檢測僅需3分鐘就能完成，所測得的結(jié)果與化學實驗進行多次對比，結(jié)果基本一致?，F(xiàn)場人員可隨時根據(jù)測得的煤氣含量多少來決定調(diào)節(jié)進氣閥門的大小。

根據(jù)之前的多次試驗，我們認為在置換過程中將檢測時間定為每小時一次較為合理。

5　效果與結(jié)論

5.1效果確認

2014年9月，根據(jù)公司要求，正式對徐涇儲配站的3個氣柜進行置換工作。技術(shù)人員對置換情況和數(shù)據(jù)進行了記錄和統(tǒng)計，并制作了徐涇站置換進度統(tǒng)計表(見表2)。

表2　徐涇站置換進度統(tǒng)計

由表2中我們可以發(fā)現(xiàn)，此次，徐涇站完成一個氣柜置換的平均用時58.6小時，與之前104小時相比，減少了45.4個小時，縮短了近43.6%的工程時間，提高了氣柜置換的工作效率，由此證明，改進措施取得了很好地成效。

在各項措施實施后，技術(shù)人員對實施效果進行了檢驗和確認：

(1)采用二路進線的方式能夠很好地滿足電氣設(shè)備的長時間運行，可以滿足我們的使用要求。

(2)新采用的煤氣檢測儀測量準確、使用方便，能隨時掌握并調(diào)節(jié)煙氣中的煤氣含量，為置換工作的順利進行起到了很好地輔助作用。

(3)采用該工藝方法，以煤氣代替煙氣進行了試驗。通過試驗后得出結(jié)論為，現(xiàn)場閥門均可通過遠程控制，啟閉方便可靠，每個水井灌滿水10分鐘左右，阻隔情況良好，無煤氣泄漏，可以較好地滿足置換要求。

5.2安全效益

通過本次的工藝改進，在氣柜置換過程中采取了科學、合理、高效的置換方法，一定程度上大大減輕施工現(xiàn)場的安全壓力和工作強度，保證了施工作業(yè)的安全完成。

5.3經(jīng)濟效益

置換效率的調(diào)高，也提升了經(jīng)濟效益。特別是為保證置換需要所供應(yīng)的水、電、煤的消耗有了明顯的下降。經(jīng)計算，與之前相比，平均每個氣柜置換節(jié)約用電666元(30度/小時×30小時×0.74元/度)，節(jié)約用水5 988元(40立方米/小時×30小時×4.99元/立方米)，節(jié)約用氣32 175(250立方米/小時×30小時×4.29元/立方米)，三個氣柜水電煤總計節(jié)約11.6萬元，很好地實現(xiàn)了公司降本增效的管理目標。

6　結(jié)語

我們應(yīng)用科學的方法，制定并實施了有效的對策，成功解決了氣柜置換中存在主要問題，通過縮短了氣柜置換的時間，減少了對周邊的影響，保障了公司天然氣置換工作的有序開展，一定程度上為上海市民在使用清潔能源的過程中作出了貢獻。同時本次氣柜置換種所取得技術(shù)數(shù)據(jù)和實踐成果對行業(yè)內(nèi)的企業(yè)也有一定可推廣價值。

Improvement on the Conversion Efficiency of Gas Tank

Shanghai Dazhong Gas Co., Ltd.Xu Limin

Gas conversion of the gas tank is a dangerous work. Inappropriate conversion scheme or operational error will lead to serious accidents. This paper gives a detailed case study of Xujing Gas tank conversion. Adopting scientific, reasonable, high efficiency conversion methods, and overall production efficiency, to some extent, these works can reduce the working strength and improve the economic benefit.

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