军山门站加臭剂充装工艺的改进

摘 要

摘要：针对加臭剂从原料桶充装到加臭机储液罐原有工艺存在的问题进行分析，寻找改进的办法，提出了用电动装置抽液代替用氮气压液充装的工艺改进方案，从而进行实施取得到了良好的效
摘要：针对加臭剂从原料桶充装到加臭机储液罐原有工艺存在的问题进行分析，寻找改进的办法，提出了用电动装置抽液代替用氮气压液充装的工艺改进方案，从而进行实施取得到了良好的效果
关键词：加臭剂；充装工艺；改进
1 前言
    众所周知，天然气是无味道的，泄漏到空气中后人查觉不到，所以很容易发生爆炸事故。武照国家相关标准、规范的要求，在五里界、军山两个门站即城市管道的首端，给天然气进行加臭(加臭剂为四氢噻吩THT)。
    按照《城镇燃气设计规范》，在天然中的加臭量一般为16～24mg/m3，我公司军山门站作为接气门站，担负着我公司70%的供气任务，供应整个汉阳、汉口地区，去年冬季高峰每天的输气量在160×104m3左右，每个月的加臭量约为1200kg。因此，确保加臭剂按时、按量且安全的充装到加臭机储液罐内尤其重要。
2 军山门站加臭剂原有充装工艺
    军山门站作为接气门站，其主要功能从上游接气，经过过滤、计量、加臭后输入的天然气高压管网。军山门站的加臭功能描述：利用高压氮气作动力气源，通过将氮气输入加臭剂原料桶，从而使得原料桶内加臭剂被压出，通过连接导液管，充装到加臭机储液罐内；加臭机再根据门站的出站流量，按预先设定的加臭量将加臭剂自动加入到天然气中。
    这种加臭剂充装工艺存在的问题，由于氮气压力须控制在0.03MPa，现场需要不断调整压力，否则压力增大会导致加臭剂原料桶或导液管变形破裂，从而引起加臭剂泄漏。因此，将1桶(200kg/桶)加臭剂充装到加臭机的储液罐内需要耗时约2h，而且需要准备专用氮气瓶，另外原料桶内加臭剂无法卸干净。图1为加臭剂充装工艺改进前现场充装照片。
 

3 军山门站加臭剂充装工艺的改进
3.1 加臭剂原有充装工艺
    军山门站加臭剂原有充装工艺流程见图2。
 

3.2 原因分析
    影响加臭剂充装的原因详见表1。表1分析可以看出，主要是加臭剂原料桶和导液管不承压，需要对氮气瓶输出压力进行不断调整，从而导致不能安全快速有效地将加臭剂充装到加臭机的储液罐内。
表1 影响加臭剂充装原因
序号
原因
分析结论
成因概率
1
氮气瓶需定期效验、专门运输
氮气供应不及时，影响加臭剂的充装。
5%
2
加臭剂原料桶和导液管为非承压桶，不能设定较大充装压力，需要随时对氮气瓶调压器进行设定
每次充装需人不断调整压力，耗费时间，影响加臭剂的及时充装。
85%
3
雨雪天气的影响
影响加臭剂的及时充装。
5%
4
运行工操作不规范、不熟练
影响加臭剂的及时充装。
5%
3.3 寻求解决问题的方案
    (1) 方案1——提高原料桶和导液管的承压能力
    由于加臭剂与加臭剂原料桶是从法国原装进口，要想提高加臭剂原料桶、塑料导液管的耐压能力，比较困难；而且这种方案并不能有效地缩短加臭剂的充装时间。因此，这种方案不可行。
    (2) 方案2——由手动调压改为自动调压
    如果将调压器手动调压改为根据臭剂桶内压力自动调压装置，则要增加一套压力传感器及电动调压装置。由于加臭剂原料桶不是固定的，自动调压装置的安装就存在困难；另外这种方案同样也不能有效地缩短加臭剂的充装时间，而且投入也比较大，此方案也不可行。
    (3) 方案3——改变加臭剂的充装工艺
    由于前两种方案都很不可行，那么只能从改变加臭剂的充装工艺来着手，考虑采用电动装置抽液代替用氮气压液，即采用齿轮泵配电机抽取加臭剂充装到加臭剂的储液罐内的充装工艺。
    齿轮泵是用两个齿轮互啮转动来工作，对介质要求不高，一般压力在6MPa以下，流量较大；齿轮泵结构紧凑，使用和保养方便；且具有良好的自吸性，故再次开泵前无需灌入液体；齿轮泵的润滑是靠输送的液体进行润滑，工作时无需加润滑油。因此，采用齿轮泵抽取加臭剂进行充装是有一定的优势力的。
    另外，由于加臭剂充装现场在天然气场门站工艺区内，属于易燃易爆场所，改用电动装置充装还需考虑防爆问题。因此，我们认为现场只需采用防爆电机来带动齿轮泵进行工作，那么方案3就是可行的。
3.4 方案的实施
    我们制订了详细的工艺改进方案，对现场进行改造，安装相应的设备设施，并明确了加臭剂充装时的注意事项。
    (1) 做高位固定支架，支架上安装抽液泵系统(齿轮泵+防爆电机)，并将设备进行接地。
    (2) 敷设绝缘电缆线，并在支架旁安装防爆按钮箱，以方便现场就地操作。
    (3) 现场安装进液管(选用钢管，并进行防腐)及控制阀门；并在进液管末端加装管帽，防此不充装时有异物进入进液管。
    (4) 抽液泵顶部加装铁质罩棚，以防雨雪天气影响充装。
    (5) 在充装时要打开加臭机储液罐排空阀，防止满罐。
   (6) 定期检查抽液管，发现问题及时更换。
    改进后加臭剂充装工艺流程见图3。
 

4 效果评价与工艺推广
4.1 效果的评价
    我们对加臭剂充装工艺改进后的效果进行了评价，发现最明显的效果是大大缩短了加臭剂的充装时间。将一桶加臭剂充装到加臭机的储液罐，改造前用氮气压液的充装方式确需要2小时，而现在用电机带动齿轮泵抽液的充装方式仅需10分钟就可完成。另外，由于采用常压抽取，加臭剂原料桶和抽液管不承压，减少了超压变形、破损的可能；而且原料桶内的加臭剂可以很干净的充装到储液罐中，减少了浪费。图2为加臭剂充装工艺改进后现场充装照片。
 

从表2可发现，加臭剂充装工艺改造前后效果十分明显，工艺改进后每次完成4桶加臭剂充装任务可要省费用874元。
按目前军山门站6桶/月加臭剂的充装量来看，一年可节省费用15732元。
表2 加臭剂充装工艺改进前后效果分析
 
充装时间
充装人工费
所需动力
其他费用
费用合计
工艺改进前
6～8h
102元(按7h计)
氮气消耗700元
浪费加臭剂40元氮气运输费及检定费50元
892元/次
工艺改进后
40min
16元(按1h计)
电耗2元
改造材料费2100元
安装费1000元
18元/次
改造费3100元
注：每次充装4桶
4.2 工艺的推广
    军山门站的加臭剂充装工艺改进后，经过一段时间的运行，证明用电机带动齿轮泵抽液的充装方式安全可靠，具有推广价值。因此，我们随后对五里界门站加臭剂的充装工艺也进行了相同的改造。到目前为此，我公司两个门站加臭剂的充装系统运行十分平稳。
 
(本文作者：邵小兰 谢欣安 宋继刚 游涛 彭雷 武汉市天然气有限公司 湖北武汉 420101)