天然氣球罐置換方案初探

　 摘 要：本文通過對天然氣球罐幾種置換方案介紹、分析和對比，并以學(xué)堂堡儲配站天然氣球罐置換為例介紹，說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)峰問題，根據(jù)重慶的天然氣資源、實際環(huán)境條件和多年的實踐經(jīng)驗證明，一般在儲配站按要求宜設(shè)置多臺球型儲罐。目前，重慶燃?xì)庥邢挢?zé)任公司共建設(shè)了19臺球罐，幾何容積共23，600m3。同時為滿足逐年用氣量增加的趨勢，還計劃在江北區(qū)溉瀾溪頭塘建造6臺（每臺幾何容積為10000m3）球罐的大型儲配站。按照國家質(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、測厚和球罐表面的防腐處理等工作。并對有缺陷部位進(jìn)行維修，檢查合格后需對球罐進(jìn)行強度和嚴(yán)密性試驗；試壓合格后再對球罐進(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。球罐置換是一項危險性的工作，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，球罐置換的安全問題顯得特別重要；其次，球罐置換還應(yīng)考慮經(jīng)濟問題，若方案不當(dāng)將造成置換工作量大，費用高。用什么安全、經(jīng)濟的方法將罐內(nèi)的空氣置換到允許標(biāo)準(zhǔn)，這是一個值得探討的問題。對此發(fā)表一些看法和意見，僅供參考。

根據(jù)目前的技術(shù)水平和儲配站的具體情況，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)，這里所說的"惰性氣體"是指既不可燃又不可助燃的無毒氣體。如氮氣（N2或液氮）、二氧化碳（CO2）、煙氣等，均可以采用。

此法具體操作過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)生費用較高，其換氣時間長，工作量大，既不經(jīng)濟且費事。但是它可以確保進(jìn)人罐內(nèi)的燃?xì)獠粫�與罐內(nèi)空氣接觸，不會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，然后再排掉水同時充入燃?xì)�，待罐�?nèi)水排盡時天然氣也充滿，置換就完成了。因為此法不但確保了進(jìn)入罐內(nèi)的天然氣不會與罐內(nèi)空氣接觸，不會產(chǎn)生具有爆炸性的混合氣體，絕對安全可靠；而且水比其它惰性氣體便宜得多，也很容易解決。而對于儲配站內(nèi)一般都設(shè)置了消防水池（栓）、消防泵房，充足的儲水量以及配備的雙電源等，這些給水置換帶來了良好的條件。若是將置換工作安排在球罐的強度（水）試壓會格后進(jìn)行，即排水的同時進(jìn)行充氣置換，那更是一件很經(jīng)濟的事情。因此此法具有安全可靠、成功率高、操作簡單、置換周期短、費用低和還可多臺罐連續(xù)置換等優(yōu)點。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，同時置換用水浪費較大，對于1000m3以上球罐置換，考慮到球罐基礎(chǔ)條件（因球罐投運多年）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，從排空管的采樣口取樣，通過氣相色譜儀進(jìn)行分析，可以確

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