天然气球罐检验方案

宝鸡中燃4×4000M3球罐置换方案

一、基本情况：

宝鸡中燃天然气储配厂位于宝虢路光明村。4座4000m3球形储罐于2005年11月投运，工作介质为天然气。

球罐技术参数：（四个4000M3球罐参数相同）

1.设计温度：-20℃——+40℃

2.设计压力：1.05MPa 试验压力：1.20Mpa

工作压力：0.30 MPa——0.90 MPa

安全阀启动压力：0.95Mpa

安全阀回座压力：0.90Mpa

3.公称直径：D=19.7米 几何体积：4000 M3，

4.材质 SA 738 Gr.A，壁厚32mm。

根据国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》和《在用压力容器检验规程》的要求，球罐投用一年后必须进行开罐检验。为保证球罐的开罐检验和置换的安全，特制定此方案。

二、组织机构：

1、公司成立球罐开罐检验、置换领导小组：

组 长：陈福元

副组长：袁虎让 李英玉 风广科

成 员：杨鸿斌 董智斌 赵少锋 王伟军，周志敬

袁虎让同志担任现场总指挥，负责下达整个置换过程现场工作指令。

李英玉同志担任技术总负责，负责整个置换过程现场技术工作指导。

各部门职责如下：

1.生产运营部：（部门负责人：张小军）

1.1 负责本次置换实施方案的审定。

1.2 负责置换现场的管理及协调工作。

2.安全监察部（部门负责人：董志斌）

2.1 负责置换现场的安全监护工作。

2.2 负责检查球罐和输气管道的防静电接地工作是否达到要求。

2.3依照方案负责检查布署各项安全工作。

3. 储配厂：（部门负责人：赵少峰）

依照分工成立安全监护小组、阀门操控小组、置换放散小组、采样分析化验小组、抢修抢险小组。

3.1 负责对球罐和输气管道上所有开关阀门、安全阀、压力表等设施认真检查维护，做到坚固、严密、有效。

3.2 负责落实现场安全监护工作。

4.3 负责阀门开启与关闭、并将各类主要仪表的读数及时向现场指挥汇报。

4.4 负责置换放散及设备调试工作。

4.5 负责置换现场的抢修、抢险工作，并抽取“附图图1”所示1#阀门后DN300盲板一块。

4.6 负责采样分析化验工作。

4.7 负责置换前期材料准备工作。

4.8 保证工艺区直供部分的正常生产。

5、工程部：（部门负责人：周志敬）

负责购置置换所需的仪器、仪表等设备。

6、管网所：（部门负责人：王伟军）

抽调管道工 名，成立抢修、抢险小组，由储配厂统一调配。

三、方案编制依据：

1.《燃气管道工艺学》、《燃气输配》。

2.中国华北市政设计院设计的光明村储配站施工图。

3.焦耐院设计的球罐施工图

3.储配站工艺流程图。

4.《压力容器技术监察规程》1999年

5.《在用压力容器检验规程》1990年

6.GB1350094－1998《球形储罐施工及验收规范》

7.TB4730－94《压力容器无损检测》

8.各施工单位提供的竣工资料。

9.西安等地兄弟单位球罐置换实例

四、球罐的置换方法

参照国内燃气行业对球罐置换的做法，以及球罐置换的实际经验，目前常用的置换方法有两种，即直接置换法和间接置换法，为缩短置换时间、降低置换费用，本方案采用直接置换。

天然气或空气直接置换，顾名思义就是天然气直接置换空气或空气直接置换天然气。以达到球罐开罐检验或球罐投入运行之需要。为了确保球罐置换安全性，一般来讲空气直接置换天然气要求混合气中甲烷含量小于2%作为置换终点。天然气直接置换空气要求混合气中含氧量小于2%为置换终点，所以本方案的置换终点以甲烷含量小于2%，含氧量小于2%为最终目标。

此方法的特点是比较简便，但是具有一定的危险性。因为在置换过程中，球罐里必然要产生天然气与空气的混合气体，并且要经历爆炸极限范围。对于天然气来讲，它的爆炸极限为5～15%,再考虑到其混合的不均匀性，天然气含量45%以下均应视为危险区，若遇火源，就要发生爆炸。为此必须严格控制，采取各种安全措施，确保无火源。

要确保置换过程中，没有任何火源引爆这极具危险的混合气。唯一可能并需要控制的就是随进罐的天然气或空气带入的“火种”。这种带入的“火种”有两种：一是高速气流会因“摩摖”产生静电。但是，由于球罐及管道系统都有良好的接地，即便有静电负荷产生，也会立即通过接地装置导入大地，不会有电荷集聚导致高电位，而产生放电火花。二是高速气流吹动管道中可能残留下来的石块、铁屑、焊条头等固体物品带进球罐，与罐壁等碰撞产生火花，这种可能性是存在的，也是危险的。根源是高速气流，解决的关键是坚决杜绝高速气流而确保低速；即便有石块等“杂物”，不会被吹动，也就不可能产生火花；同时为了避免“杂物”带进球罐，应事先在进气管路上设置“过滤器”。三是经过

一段时间使用后的球罐、工艺管道内壁会附着一层硫化物或静电灰尘，在空气直接置换天然气过程中由于气流的带动产生摩擦，在可燃混合气中也是极具危险的。解决它的方法就是在置换前加装喷淋设备，尽可能的将附着在球罐及管道内壁的“危险物质”冲刷干净，并且可以改善置换设备环境，增加内部潮湿度。

为确保球罐置换的安全，关键是控制气体流速。采用流速仪或U型压力计，根据流速仪和压力计的变化，控制阀门的开启度，达到安全置换之目的。

五、置换过程控制方法：

（一）、流速控制：

通过球罐底部的进气管道的瞬时工况流量和输气管道截面积的比值，可以间接得到进气管道的瞬时工况流速。

流速的控制可以通过调节进气管道上的阀门开启度控制瞬时工况流量来实现。阀门一般选择可以调节流量的节流阀。计量设备选择可以显示瞬时工况流量和累计流量的流量计。

我司球罐的充气管道管径为DN200，即半径为0.1米。

1.流速υ≤5米／秒，(18000米/小时)时

根据Q=πR2υ=3.14×0.12×18000=565.2米3／时。只须控制瞬时工况流量Q不超过565.2米3／时即可。

2.流速υ=10米⁄秒（36000米⁄时）时，

根据Q=πR2υ=3.14×0.12×36000=1130.4米3／时。只须控制瞬时工况流量Q不超过1130.4米3／时即可。

（二）、采样点和放散点的选择：

我司球罐进气口位于球罐底部，放散口位于球罐顶部。空气的密度（比重）大于天然气，混合气体在球罐内静置一段时间后，会由于密度（比重）的关系，理论上天然气会积聚在球罐上部，空气会沉积在球罐底部。但是由于正、反置换球罐密闭条件不同，气体混合情况复杂，有一定的不可预见性，所以从球罐底部或顶部排出气体均不能真实反映球罐内部混合气体的真实状态。

介于此原因应在球罐底部和顶部同时设置放散、采样点。分析结果以最不利的部位作为参考。

六、空气置换天然气步骤：