天然氣球罐置換方案初探

　 摘 要：本文通過(guò)對(duì)天然氣球罐幾種置換方案介紹、分析和對(duì)比，并以學(xué)堂堡儲(chǔ)配站天然氣球罐置換為例介紹，說(shuō)明天然氣球罐可用天然氣直接"置換"方法。

隨著城市燃?xì)馐聵I(yè)的迅速發(fā)展，為解決天然氣供氣不均勻性即日負(fù)荷調(diào)峰問(wèn)題，根據(jù)重慶的天然氣資源、實(shí)際環(huán)境條件和多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，一般在儲(chǔ)配站按要求宜設(shè)置多臺(tái)球型儲(chǔ)罐。目前，重慶燃?xì)庥邢挢?zé)任公司共建設(shè)了19臺(tái)球罐，幾何容積共23，600m3。同時(shí)為滿足逐年用氣量增加的趨勢(shì)，還計(jì)劃在江北區(qū)溉瀾溪頭塘建造6臺(tái)（每臺(tái)幾何容積為10000m3）球罐的大型儲(chǔ)配站。按照國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的要求，公司每年都有球罐開罐檢查的任務(wù)，它包括超聲波或磁粉探傷、射線照相檢查、測(cè)厚和球罐表面的防腐處理等工作。并對(duì)有缺陷部位進(jìn)行維修，檢查合格后需對(duì)球罐進(jìn)行強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗(yàn)；試壓合格后再對(duì)球罐進(jìn)行置換。球罐置換首先要確保球罐的自身安全；其次是確保第一次由球罐中供出的燃?xì)饽軡M足用戶的使用要求。球罐置換是一項(xiàng)危險(xiǎn)性的工作，若置換方案選擇不當(dāng)或操作失誤，均可能發(fā)生惡性事故造成慘重?fù)p失。為此，球罐置換的安全問(wèn)題顯得特別重要；其次，球罐置換還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，若方案不當(dāng)將造成置換工作量大，費(fèi)用高。用什么安全、經(jīng)濟(jì)的方法將罐內(nèi)的空氣置換到允許標(biāo)準(zhǔn)，這是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。對(duì)此發(fā)表一些看法和意見(jiàn)，僅供參考。

根據(jù)目前的技術(shù)水平和儲(chǔ)配站的具體情況，球罐的置換方案一般有如下三種方法可以采納。

1 惰性氣體置換法

用惰性氣體先置換球罐里的空氣，再用天然氣置換球罐里的惰性氣體。即把惰性氣體作為置換中間介質(zhì)，這里所說(shuō)的"惰性氣體"是指既不可燃又不可助燃的無(wú)毒氣體。如氮?dú)猓∟2或液氮）、二氧化碳（CO2）、煙氣等，均可以采用。

此法具體操作過(guò)程是先將惰性氣體充滿球罐，加壓到一定程度置換出空氣，直至罐時(shí)惰性氣體的濃度達(dá)到預(yù)定的置換標(biāo)準(zhǔn)為止；然后再以燃?xì)獬錆M球罐，同樣加壓到一定程度置換出惰性氣體，從而完成置換程序。此法操作復(fù)雜、煩瑣反復(fù)進(jìn)行兩次換氣，不僅耗用大量惰性氣體還耗用大量的燃?xì)獍l(fā)生費(fèi)用較高，其換氣時(shí)間長(zhǎng)，工作量大，既不經(jīng)濟(jì)且費(fèi)事。但是它可以確保進(jìn)人罐內(nèi)的燃?xì)獠粫?huì)與罐內(nèi)空氣接觸，不會(huì)形成具有爆炸的混合氣體。因此此法可靠性好，安全系數(shù)高，成功性大。對(duì)于本身有制氣（惰性氣體）手段和條件的工業(yè)、燃?xì)庑袠I(yè)普遍采用這一成熟的傳統(tǒng)置換方案。

2 水置換法

用水先置換球罐里的空氣，再用天然氣置換球罐里的水。即把水作為置換中間介質(zhì)。

此方法操作過(guò)程是先將球罐灌滿水以水排盡罐內(nèi)空氣，然后再排掉水同時(shí)充入燃?xì)�，待罐�?nèi)水排盡時(shí)天然氣也充滿，置換就完成了。因?yàn)榇朔ú坏�確保了進(jìn)入罐內(nèi)的天然氣不會(huì)與罐內(nèi)空氣接觸，不會(huì)產(chǎn)生具有爆炸性的混合氣體，絕對(duì)安全可靠；而且水比其它惰性氣體便宜得多，也很容易解決。而對(duì)于儲(chǔ)配站內(nèi)一般都設(shè)置了消防水池（栓）、消防泵房，充足的儲(chǔ)水量以及配備的雙電源等，這些給水置換帶來(lái)了良好的條件。若是將置換工作安排在球罐的強(qiáng)度（水）試壓會(huì)格后進(jìn)行，即排水的同時(shí)進(jìn)行充氣置換，那更是一件很經(jīng)濟(jì)的事情。因此此法具有安全可靠、成功率高、操作簡(jiǎn)單、置換周期短、費(fèi)用低和還可多臺(tái)罐連續(xù)置換等優(yōu)點(diǎn)。但是它要求球罐基礎(chǔ)條件較好，即球罐基礎(chǔ)（基座）可承擔(dān)置換重量，同時(shí)置換用水浪費(fèi)較大，對(duì)于1000m3以上球罐置換，考慮到球罐基礎(chǔ)條件（因球罐投運(yùn)多年）和置換用水量因素，一般不宜采用此法。

3 燃?xì)庵苯又脫Q法

此法操作過(guò)程是直接將燃?xì)饩徛�通人球罐替換出空氣，從而達(dá)到置換目的。其置換示意如圖1所示。

當(dāng)置換到一定程度時(shí)，從排空管的采樣口取樣，通過(guò)氣相色譜儀進(jìn)行分析，可以確

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