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淺談如何提升氣柜置換的效率

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對(duì)儲(chǔ)氣柜中的煤氣進(jìn)行置換是一項(xiàng)危險(xiǎn)的工作，若置換方案選擇不當(dāng)或操作失誤，均可能發(fā)生惡性事故，造成嚴(yán)重?fù)p失。文章對(duì)徐涇站氣柜的置換進(jìn)行了具體的探討和反復(fù)論證，采取了科學(xué)、合理、高效的置換方法，全面提高了對(duì)氣柜中氣體置換的效率，一定程度上既降低工作強(qiáng)度，又提高經(jīng)濟(jì)效益。

煤氣儲(chǔ)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(huì)替代人工煤氣，供廣大用戶(hù)所使用。根據(jù)《上海市燃?xì)獍l(fā)展“十二五”規(guī)劃》要求，在2015年5月，上海實(shí)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(tái)，然而，在拆除這些煤氣儲(chǔ)氣柜之前，需要先將儲(chǔ)氣柜穹頂中存留的約1.4萬(wàn)立方米的煤氣進(jìn)行置換(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“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?xì)庾鳛槿紵矗跓煔鉅t中和空氣充分燃燒，經(jīng)過(guò)冷卻，水汽分離后所得的混合氣體(煙氣)通過(guò)管道輸送進(jìn)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(shí)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(chǔ)氣柜置換流程

氣柜置換步驟如下：

(1)將兩臺(tái)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?xì)夤軓膱?chǎng)外接入。

(2)對(duì)就位的煙氣爐進(jìn)行調(diào)試，觀察其運(yùn)行狀態(tài)，確保運(yùn)行正常。

(3)正式置換開(kāi)始，調(diào)節(jié)進(jìn)口燃?xì)饬颗c風(fēng)量，在放散口取樣，當(dāng)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(kāi)啟煙氣爐與氣柜連接的閥門(mén)(見(jiàn)圖2)，將煙氣經(jīng)管道送入氣柜進(jìn)行置換。

圖2　開(kāi)啟煙氣爐與氣柜連接的閥門(mén)

(4)參與置換的工作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行不間斷巡視，隨時(shí)掌握煙氣爐的燃燒情況和置換進(jìn)程。

(5)定時(shí)在氣柜的放散口對(duì)柜內(nèi)的氣體進(jìn)行取樣檢測(cè)和分析，當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)，該氣柜的置換工作得以完成。

1.3該置換工藝的優(yōu)缺點(diǎn)

“煙氣置換法”的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量好、成本低、運(yùn)送便捷，難點(diǎn)是操作較為復(fù)雜、工期較長(zhǎng)、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全要求高。萬(wàn)一操作失誤有可能發(fā)生惡性事故。另外，在對(duì)氣柜進(jìn)行置換的過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)會(huì)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(jìn)行，這對(duì)儲(chǔ)配站附近居民的正常生活帶來(lái)了很大的干擾和不安。因此，我們希望通過(guò)優(yōu)化置換方案，來(lái)縮短氣柜置換工程的時(shí)間，盡量減少對(duì)周邊市民的影響。

2　對(duì)可能影響氣柜置換效率的問(wèn)題分析

過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，我們利用問(wèn)卷調(diào)查的形式，對(duì)25名曾參加楊高路站氣柜置換的技術(shù)及管理人員進(jìn)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(wèn)題，并將收集到的信息進(jìn)行匯總，制成了“氣柜置換主要問(wèn)題統(tǒng)計(jì)表”(見(jiàn)表1)。

表1　氣柜置換主要問(wèn)題統(tǒng)計(jì)

從表1中我們可以看出，“氣柜置換時(shí)間長(zhǎng)”和“現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)生故障”這兩項(xiàng)問(wèn)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(yùn)用技術(shù)攻關(guān)來(lái)解決和優(yōu)化這兩項(xiàng)主要問(wèn)題，從而提升氣柜置換效率。

“氣柜置換時(shí)間長(zhǎng)”和“現(xiàn)場(chǎng)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析后發(fā)現(xiàn)水泵、風(fēng)機(jī)等大功率電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間工作運(yùn)行下，會(huì)發(fā)生短路、過(guò)載等引發(fā)跳閘的現(xiàn)象。在楊高路站置換過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)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(guò)大。煙氣中的煤氣含量過(guò)大會(huì)直接影響置換的進(jìn)度，由于之前是通過(guò)每4小時(shí)一次的化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷煙氣中的煤氣含量，無(wú)法進(jìn)行隨時(shí)檢測(cè)，故對(duì)煤氣進(jìn)氣量的掌控有時(shí)會(huì)有偏差。

(3)安置和調(diào)試煙氣爐的用時(shí)較長(zhǎng)。每置換一個(gè)氣柜都要調(diào)整和移動(dòng)煙氣爐，待煙氣爐就位后，重新要對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，根據(jù)楊高路站置換時(shí)的時(shí)間統(tǒng)計(jì)，每次安置和調(diào)試置換設(shè)備平均用時(shí)49個(gè)小時(shí)，占到工程近一半的時(shí)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(shí)統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)楊高路站置換時(shí)的統(tǒng)計(jì)，平均置換一個(gè)氣柜工期在4天以上(104個(gè)小時(shí))，且根據(jù)置換過(guò)程中所統(tǒng)計(jì)的時(shí)間數(shù)據(jù)，制作了餅分圖(見(jiàn)圖3)。

圖3　楊高路站氣柜置換主要用時(shí)

由圖3中我們看到，整個(gè)置換過(guò)程中，非換氣作業(yè)占了近一半時(shí)間，如果能縮短這部分時(shí)間，整個(gè)置換工程進(jìn)度可能會(huì)大大的降低。

3.2置換工藝和方法分析

之前楊高路儲(chǔ)配站完成置換時(shí)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(dāng)前科技的不斷進(jìn)步，我們相信應(yīng)該會(huì)有更好的設(shè)備或工藝可供使用。經(jīng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員分析，待置換的兩個(gè)儲(chǔ)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(xué)、合理地利用，將有很大機(jī)會(huì)提高置換效率。

3.3操作人員和技術(shù)人員因素

現(xiàn)場(chǎng)操作和技術(shù)人員之前大都已參與過(guò)氣柜置換，積累了許多工作的經(jīng)驗(yàn)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(jìn)措施

4.1解決安置和調(diào)試煙氣爐的用時(shí)較長(zhǎng)問(wèn)題

技術(shù)人員對(duì)徐涇站區(qū)的工藝情況進(jìn)行綜合分析后認(rèn)為，站區(qū)的管線布置較楊高路簡(jiǎn)潔，且大多工藝閥門(mén)都為電動(dòng)閥門(mén)，方便調(diào)度操作，安放置換設(shè)備的場(chǎng)地也很寬敞，有利于置換工作的開(kāi)展。

通過(guò)分析站區(qū)管網(wǎng)(見(jiàn)圖4)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)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(mén)附近，把煙氣管道與進(jìn)入氣柜的管道進(jìn)行鑲接后，可直接對(duì)3#氣柜進(jìn)行置換，等3#氣柜置換完成后，調(diào)節(jié)閥門(mén)使煙氣通過(guò)站區(qū)內(nèi)連通的管道進(jìn)入下一個(gè)要置換的氣柜，并利用站區(qū)的水管向氣柜與閥門(mén)間的分隔水井進(jìn)行灌水以阻隔煙氣進(jìn)入，如此，便可連續(xù)進(jìn)行氣柜置換，省去了移動(dòng)和調(diào)試置換設(shè)備的不利因素。

圖4　徐涇儲(chǔ)配站儲(chǔ)氣柜和部分管網(wǎng)

4.2解決電路跳閘使置換中斷問(wèn)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(chǎng)用電主要集中在一些大功率的輔助設(shè)備，例如：風(fēng)機(jī)、水泵、大功率照明等，而之前楊高路站轉(zhuǎn)換時(shí)所采用的供電方式為一路進(jìn)線，因此，長(zhǎng)時(shí)間的電氣設(shè)備運(yùn)行會(huì)受到過(guò)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(jìn)線連接到現(xiàn)場(chǎng)的電氣控制箱，從而將之前的一路進(jìn)線改為兩路進(jìn)線的配電方式，這樣即便有一路進(jìn)線發(fā)生跳閘，另一路進(jìn)線也能確保電氣設(shè)備的連續(xù)運(yùn)行。

4.3解決產(chǎn)生的煙氣中煤氣含量過(guò)大問(wèn)題

我們認(rèn)為，之前以化學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷煤氣含量方法，每次檢測(cè)需要近半個(gè)小時(shí)，每隔4小時(shí)檢測(cè)一次，因此，不能對(duì)煤氣含量進(jìn)行精確掌控。通過(guò)上網(wǎng)查詢(xún)、專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)等多種途徑來(lái)尋找更為合理的檢測(cè)工具。經(jīng)過(guò)多項(xiàng)比較，并在得到上級(jí)部門(mén)的同意下，最終決定采用一款先進(jìn)的煤氣檢測(cè)儀來(lái)進(jìn)行煤氣含量檢測(cè)。

新采用的煤氣檢測(cè)儀，從取樣到完成檢測(cè)僅需3分鐘就能完成，所測(cè)得的結(jié)果與化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行多次對(duì)比，結(jié)果基本一致?，F(xiàn)場(chǎng)人員可隨時(shí)根據(jù)測(cè)得的煤氣含量多少來(lái)決定調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥門(mén)的大小。

根據(jù)之前的多次試驗(yàn)，我們認(rèn)為在置換過(guò)程中將檢測(cè)時(shí)間定為每小時(shí)一次較為合理。

5　效果與結(jié)論

5.1效果確認(rèn)

2014年9月，根據(jù)公司要求，正式對(duì)徐涇儲(chǔ)配站的3個(gè)氣柜進(jìn)行置換工作。技術(shù)人員對(duì)置換情況和數(shù)據(jù)進(jìn)行了記錄和統(tǒng)計(jì)，并制作了徐涇站置換進(jìn)度統(tǒng)計(jì)表(見(jiàn)表2)。

表2　徐涇站置換進(jìn)度統(tǒng)計(jì)

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

在各項(xiàng)措施實(shí)施后，技術(shù)人員對(duì)實(shí)施效果進(jìn)行了檢驗(yàn)和確認(rèn)：

(1)采用二路進(jìn)線的方式能夠很好地滿(mǎn)足電氣設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，可以滿(mǎn)足我們的使用要求。

(2)新采用的煤氣檢測(cè)儀測(cè)量準(zhǔn)確、使用方便，能隨時(shí)掌握并調(diào)節(jié)煙氣中的煤氣含量，為置換工作的順利進(jìn)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(jìn)行了試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)后得出結(jié)論為，現(xiàn)場(chǎng)閥門(mén)均可通過(guò)遠(yuǎn)程控制，啟閉方便可靠，每個(gè)水井灌滿(mǎn)水10分鐘左右，阻隔情況良好，無(wú)煤氣泄漏，可以較好地滿(mǎn)足置換要求。

5.2安全效益

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

5.3經(jīng)濟(jì)效益

置換效率的調(diào)高，也提升了經(jīng)濟(jì)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(jì)算，與之前相比，平均每個(gè)氣柜置換節(jié)約用電666元(30度/小時(shí)×30小時(shí)×0.74元/度)，節(jié)約用水5 988元(40立方米/小時(shí)×30小時(shí)×4.99元/立方米)，節(jié)約用氣32 175(250立方米/小時(shí)×30小時(shí)×4.29元/立方米)，三個(gè)氣柜水電煤總計(jì)節(jié)約11.6萬(wàn)元，很好地實(shí)現(xiàn)了公司降本增效的管理目標(biāo)。

6　結(jié)語(yǔ)

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