燃气管网检修作业过程中放散燃气的回收技术_技术研究

摘要

摘要：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

摘要：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。

关键词：燃气管网；检修作业；燃气；回收；节能；装置；多功能

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。

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10m³/min；功率为90kW；排气压力为0.8mPa；主机外形尺寸为2300×1600×1550mm；全机重量为3200kg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。

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DN400mm管道为例，每次检修过程可大致节省天然气620m³，直接经济效益2000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。

参考文献

[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].2009-03-09.

(本文作者：罗东晓^1，2 1.新奥燃气控股有限公司；2.中山大学)