摘　要：分析LPG瓶組氣化站供氣小區(qū)管網(wǎng)、戶內(nèi)設(shè)施氮?dú)庵脫Q過程中的主要問題和對策，探討管網(wǎng)置換的原則、順序，介紹了置換前的準(zhǔn)備工作和置換步驟。

關(guān)鍵詞：LPG瓶組氣化站；  管網(wǎng)；  氮?dú)庵脫Q；  燃燒放散

Control of Nitrogen Replacement Process in Community Facilities with LPG Pipeline Supply

Abstract：The main problenls aiid countermeasures in the process of nitrogen replacement for pipenetwork and indoor facilities in community supplied by LPG cylinder group vaporizing station are analyzed．The principle and order of nitrogen replacement in pipe network are discussed，and the preparing work before replacement and replacement procedures are introduced．

Keywords：LPG cylinder group vaporizing station；pipe network；nitrogen replacement；combustion diffllsinn

1　概述

淄博綠能燃?xì)夤こ逃邢薰?/span>(以下簡稱淄博綠能公司)在2002年之前，曾采用LPG瓶組氣化站給小區(qū)供氣，建設(shè)了大量的LPG瓶組氣化站小區(qū)供氣設(shè)施。隨著管道天然氣的到來，近幾年，燃?xì)庑姓鞴懿块T從安全角度出發(fā)，要求將已有的LPG瓶組氣化站供氣小區(qū)并網(wǎng)改造為天然氣管道供氣。由此，原有的燃?xì)庠O(shè)施在最大限度利用的前提下，要進(jìn)行相應(yīng)的改造。

LPG瓶組氣化站供氣小區(qū)的庭院管道及戶內(nèi)燃?xì)夤艿溃捎梅?/span>GB／T 3091《低壓流體輸送用焊接鋼管》或GB／T 8163《輸送流體用無縫鋼管》的鋼質(zhì)管道。燃?xì)庠O(shè)施改造前會停氣，但管道內(nèi)仍會存留常壓氣態(tài)液化石油氣，甚至?xí)猩倭?/span>LPG殘液。在改造、拆除過程中，不可避免要進(jìn)行電焊、氣割、機(jī)械切割等作業(yè)，如果不對燃?xì)庠O(shè)施進(jìn)行合理地置換，后續(xù)作業(yè)很容易引發(fā)燃燒、爆炸等安全事故。

2　置換過程中的主要問題及對策

2.1　置換出來的氣態(tài)LPG的處理

采用氮?dú)膺M(jìn)行置換。因氣態(tài)LPG的密度比空氣大，庭院管道置換過程中，如果直接將管道內(nèi)的氣態(tài)LPG排入空氣，氣態(tài)LPG會沿著地表擴(kuò)散，易積聚在低洼處。氣態(tài)LPG爆炸下限(約1.5％)較低，放散出來的氣體與空氣混合，很容易達(dá)到爆炸極限。并且小區(qū)內(nèi)人員密集，機(jī)動車輛較多，流動性大，很難做到有效地大范圍警戒控制，可燃?xì)怏w極易遇到火花，引發(fā)燃燒、爆炸事故。因此必須考慮安全可靠的燃?xì)夥派⒎桨浮?/span>

采取的方案：因庭院管道內(nèi)可燃?xì)怏w量很大，選用灶具燃燒方法，將置換出來的可燃?xì)怏w燃燒掉，確保放散過程中無氣態(tài)LPG排放到環(huán)境中，安全得到保證。關(guān)于灶具我們選用了中壓單眼灶。選用中壓單眼灶的原因主要為：燃燒耗氣量大，可保證作業(yè)效率；置換過程中對壓力波動不敏感，適應(yīng)波動范圍大，易于控制；價格便宜，易采購；簡單、便捷，易操作，易搬運(yùn)。每根戶內(nèi)立管的放散均選在頂樓住戶，使用居民戶內(nèi)灶具燃燒，火焰熄滅后，再用軟管引到窗外，向窗外大氣中排放。其余住戶的表前、表后管，因管道內(nèi)的可燃?xì)怏w量較少，直接放散到窗外大氣中。

所有部位放散合格標(biāo)準(zhǔn)：使用可燃?xì)怏w濃度檢測儀檢測，當(dāng)氣態(tài)LPG體積分?jǐn)?shù)低于0.3％(氣態(tài)LPG爆炸下限的20％)時，認(rèn)為合格。

2.2　庭院管道放散燃燒時的過程控制

采用燃燒法要充分認(rèn)識燃燒的幾個階段及特性：a．點(diǎn)火階段，當(dāng)?shù)獨(dú)馑腿牒?，保持一定的壓力，之后進(jìn)行點(diǎn)火，點(diǎn)火時要保證人員安全。b．穩(wěn)定燃燒階段，點(diǎn)火后在氮?dú)馔苿酉?，排放出的燃?xì)鈺鄬Ψ€(wěn)定地燃燒。c．火焰減弱階段，當(dāng)管道內(nèi)的燃?xì)鉂舛戎饾u降低，燃燒火焰會逐漸減小，直至不能燃燒。另外，更換氮?dú)馄繒r，管道壓力會降低，火焰會逐漸變小，甚至出現(xiàn)不燃燒現(xiàn)象。d．火焰熄滅階段，火焰熄滅后，氣體繼續(xù)放散，此時放散出來的氣體仍然含有一定濃度的燃?xì)?，確保該階段的放散氣體能夠燃燒掉，是置換過程要特別關(guān)注的問題。

為保證燃燒過程充分有效，放散燃燒過程中我們使用了LPG噴火槍(圖1中右側(cè)作業(yè)人員所持的與LPG鋼瓶連接的工具)。點(diǎn)火時先點(diǎn)燃噴火槍，在灶具出氣口處燃燒。之后打開灶具開關(guān)，完成點(diǎn)火。因噴火槍有一定的長度，點(diǎn)火人員可與灶具保持一定距離，可以保證點(diǎn)火過程的安全。在穩(wěn)定燃燒階段，人員要與灶具保持一定的距離，密切關(guān)注灶具的火焰燃燒狀況。當(dāng)管道內(nèi)燃?xì)鉂舛葴p小，火焰變小，即將不能燃燒時，要點(diǎn)燃噴火槍在灶具出氣口上燃燒，灶具火焰熄滅后，要繼續(xù)保持噴火槍的火焰，并對噴火槍的火焰進(jìn)行仔細(xì)觀察。灶具火焰熄滅之初，噴火槍的火焰會因?yàn)橛蟹派⑷細(xì)鈪⑴c燃燒而比正常燃燒時大，當(dāng)噴火槍的火焰恢復(fù)正常(噴火槍的火焰恢復(fù)正常說明放散氣體所含燃?xì)饬亢苌?/span>)后，再繼續(xù)燃燒5～10min，使用燃?xì)鉂舛葯z測儀進(jìn)行檢測，直至合格。

2.3　置換過程中氮?dú)鈮毫Φ目刂?span lang="EN-US">

為了穩(wěn)定管道內(nèi)壓力，我們在管道入口處安裝了一只壓力表，實(shí)時觀察氮?dú)?/span>入口處的管道壓力(氮?dú)膺M(jìn)氣點(diǎn)設(shè)施情況見圖2)。并為放散點(diǎn)與氮?dú)膺M(jìn)氣點(diǎn)的監(jiān)控人員配備了對講機(jī)，實(shí)時保持通話。由放散點(diǎn)監(jiān)控人員指揮氮?dú)膺M(jìn)氣點(diǎn)監(jiān)控人員，實(shí)時調(diào)節(jié)進(jìn)氣壓力，保證適宜的置換壓力。庭院管道置換時，管道壓力基本控制在30～40kPa；戶內(nèi)管道置換時，管道壓力控制在2.8kPa左右。

2.4　管網(wǎng)置換的原則、順序

小區(qū)庭院管道支線和戶內(nèi)設(shè)施較多，要確保每條管段都能完全置換，就需要確定科學(xué)合理的置換順序。對小區(qū)管網(wǎng)進(jìn)行分析，可以通過關(guān)閉閥門，將小區(qū)管網(wǎng)劃分為若干個相對獨(dú)立的區(qū)域，每個獨(dú)立區(qū)域的置換方法基本相同。

為便于論述，將LPG瓶組氣化站供氣管網(wǎng)進(jìn)行簡化，簡化模型見圖3，假設(shè)供氣小區(qū)有3棟樓(1^#、2^#、3^#)，每棟樓有4個單元。以簡化模型為例，對置換的原則、順序進(jìn)行探討。

①區(qū)域的劃分

關(guān)閉F2后，就可以置換由F1控制的獨(dú)立區(qū)域。

②置換順序

每個置換區(qū)域的置換順序，本著先主后支、先遠(yuǎn)后近、先樓前再戶內(nèi)的原則進(jìn)行。即先將主管道置換，合格后逐棟樓置換，各樓的置換順序也是由遠(yuǎn)及近。每棟樓置換時先置換樓前管道，置換合格后進(jìn)行戶內(nèi)管道置換。戶內(nèi)管道置換時先置換戶內(nèi)立管，置換合格后進(jìn)行各住戶的戶內(nèi)表前、表后管道置換。

針對圖3的置換順序?yàn)椋?/span>

a．先置換“進(jìn)氣點(diǎn)—F1—F5—A”段管道。可由末端A處所在單元的一樓住戶引出放散點(diǎn)燃，此時F3、F4關(guān)閉，1^#、2^#樓樓前管與主管隔開，并且1^#、2^#、3^#樓的引入管閥門均關(guān)閉，打開A處引入管閥門，使被置換管段形成獨(dú)立的管路。置換合格后，因3^#樓樓前管已經(jīng)完成置換，直接進(jìn)行戶內(nèi)立管置換。打開各單元入戶引入管閥門，對各單元同時進(jìn)行置換，使用每個單元頂樓住戶的灶具燃燒掉戶內(nèi)立管的燃?xì)?，再用軟管引到窗外，向窗外大氣中排放。置換合格后，再對其余各層住戶的表前、表后管進(jìn)行置換，全部合格后關(guān)閉F5。

b．2^#樓的置換。置換前再次確認(rèn)2^#樓引入管閥門處于關(guān)閉狀態(tài)后，打開F4，放散點(diǎn)選在管道末端B點(diǎn)。對F4-B段樓前管道進(jìn)行置換，合格后再進(jìn)行戶內(nèi)管道的置換(戶內(nèi)管道置換順序同34樓)。全部合格后關(guān)閉F4。

c．其余每棟樓均按照2^#樓的程序進(jìn)行置換，直至該區(qū)域每棟樓都置換完成。

3　置換前的準(zhǔn)備工作

①依據(jù)圖紙，對需要置換的小區(qū)管網(wǎng)進(jìn)行區(qū)域劃分，并確定各區(qū)域的置換方法及順序。

②現(xiàn)場準(zhǔn)備：核實(shí)現(xiàn)場的管道、閥門位置，通過開關(guān)閥門，了解每個閥門是否有效，清楚閥門是否有內(nèi)漏情況(通過閥門開關(guān)及管段壓力變化試驗(yàn)來確定)。對于關(guān)鍵閥門，如發(fā)現(xiàn)內(nèi)漏或失效情況，要在停氣后更換，為之后的置換做準(zhǔn)備。停氣后將氮?dú)膺M(jìn)氣點(diǎn)設(shè)施按要求安裝。

③置換的工具及材料準(zhǔn)備：可燃?xì)怏w濃度檢測儀(LPG)、扳手、氮?dú)?/span>(每20戶配備1只氮?dú)馄?，每瓶容積為40L，壓力為12MPa)、對講機(jī)、噴火槍、LPG鋼瓶、單眼灶、膠管、滅火器。

④作業(yè)人員配備：氮?dú)膺M(jìn)氣點(diǎn)3人(1人負(fù)責(zé)讀壓力表，2人負(fù)責(zé)更換氮?dú)馄?，并調(diào)節(jié)氮?dú)廨敵鰤毫?/span>)；戶外管道放散點(diǎn)4～6人(2人監(jiān)控燃燒點(diǎn)，其他人對安全放散區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控)；戶內(nèi)置換放散8人(2人／組)。

⑤確定現(xiàn)場指揮系統(tǒng)(原則上所有指令由一人下達(dá)，避免出現(xiàn)混亂)，置換作業(yè)前要將指揮原則、方式向所有作業(yè)人員傳達(dá)。

⑥作業(yè)前進(jìn)行人員任務(wù)分工及安全技術(shù)交底。

4　置換步驟

①各崗位人員就位。

②關(guān)閉置換區(qū)域內(nèi)的所有引入管閥門并進(jìn)行確認(rèn)。

③關(guān)閉所有區(qū)域主控制閥門并進(jìn)行確認(rèn)。

④氮?dú)膺M(jìn)氣點(diǎn)設(shè)施安裝完畢并進(jìn)行確認(rèn)。

⑤放散點(diǎn)安裝完畢并進(jìn)行確認(rèn)(選擇本區(qū)域最遠(yuǎn)點(diǎn)的一樓住戶，用準(zhǔn)備好的膠管接燃?xì)獗砗笤械脑钋爸蓖ㄇ蜷y，引出至戶外，膠管的戶外端接中壓單眼灶)。

⑥按照置換順序進(jìn)行置換。

⑦置換合格確認(rèn)，封閉管道系統(tǒng)。

5　結(jié)語

淄博綠能公司于2011年12月嚴(yán)格按照以上原則及方法，對博山機(jī)關(guān)小區(qū)31棟樓完成了置換。整個置換過程安全高效，后續(xù)管道拆除施工安全，未發(fā)現(xiàn)管道內(nèi)殘氣影響施工現(xiàn)象。之后，淄博綠能公司所有LPG瓶組氣化站供氣小區(qū)并網(wǎng)改造前，置換方案的制定和過程控制均以此工程為樣板實(shí)施，現(xiàn)已安全完成多個大型小區(qū)的置換，對該置換方案的安全性和可行性進(jìn)行了充分地驗(yàn)證。

本文作者：張偉  王淑范  商永淼

作者單位：淄博綠能燃?xì)夤こ逃邢薰?/span>