采用“球胆法”进行变换系统动火分析的进一步论证

针对变换系统在历次停车检修中出现蒸汽置换后动火分析难做出结果的问题, 结合本单位工艺流程及实际置换处理情况, 进一步对《小氮肥》96年第11期发表的湖北襄樊市化肥厂 (徐忠裕) “用球胆法对变换系统进行动火分析”一文进行了可行性技术论证, 并经过科学的计算和严谨的修正, 以作为我们对本单位变换系统检修动火分析的可行性依据。

先将此法简述如下。

1 变换系统动火作业前的置换

按正常停车后, 关闭与前、后工段连接的可燃气阀门 (进、出口) , 然后开蒸汽总阀, 再开调节阀 (调节阀前蒸汽压力应≥0.8 MPa) 让蒸汽从预腐蚀器以正流程进入系统进行置换。置换流程为:从预腐蚀器—热交换器—中变一段—蒸汽过热器—中变二段—热交换器管间—预腐蚀器管间—低变一水加—二水加—冷凝塔放空, 置换30min以上。之后再反流程置换15~20min, 由饱和塔至焦炭过滤器前放空。蒸汽正反置换后, 将系统蒸汽调节至微压 (约0.02MPa保持正压) , 以防外工段可燃气渗入本系统。

2 变换系统动火作业的安全分析

我们采用球胆法取满气样, 再根据冷却收缩后所剩的残气体积 (球胆收缩的程度) 计算出残气 (可燃可爆气) 含量, 从而判断变换系统动火作业是否安全。

2.1 方法原理

(1) 化工部制定的《化肥、硫酸、纯碱、催化剂企业要安全卫生管理工作的规定》的第8章《防火防爆及消防安全管理》的8.2.7.a条关于动火安全规定如下。

分析管道、容器或设备内可燃气体 (蒸汽) 浓度, 符合以下标准为合格。

(1) 爆炸下线大于或等于10% (体积比) 的可燃气体 (蒸汽) , 其浓度应小于或等于1%;

(2) 爆炸下线大于或等于4% (体积比) 的可燃气体 (蒸汽) , 其浓度应小于或等于0.5%;

(3) 爆炸下线小于或等于4% (体积比) 的可燃气体 (蒸汽) , 其浓度应小于或等于0.2%;

(4) 两种以上的可燃气体混合物, 应以爆炸下线低者为准。

(2) 根据变换系统内的有关气体成分, 列出其爆炸极限如下。

从表1中可以看出, H2S气体的爆炸下线为4.0%, 是爆炸下线最低者 (必要时应考虑高温下爆炸下线下移因素) 。只要变换系统内置换后的可燃气浓度小于或等于0.5%即为合格气体。即就是该系统内可以就行动或作业。

2.2 分析判断步骤 (举例说明)

(1) 事先量好充足气球胆d=18cm, 求出球胆的体积:

变换系统以水蒸汽置换约30min后, 我们把量好体积的球胆反复在取样嘴上 (具体最佳取样位置可根据自己的实际工艺流程情况具体确定) 置换球胆内气体 (系统内为正压时) , 然后卷压球胆再次置换球胆取样, 至充足气样使球胆呈圆球形 (其容量大小与实验容量基本相等) , 然后迅速与取样嘴脱离并捏紧或夹住球胆嘴, 迅速在凉水下完全冷却, 等球胆迅速缩瘪只剩极少的残气残液 (水蒸气冷凝水) 。此残气为变换系统内可燃气体和其他气体。采用密封针管抽尽全部残气, 其体积约为8mL左右, 通过气体状态方程换算出其效应系数为1.52, 为安全可靠取1.55。

我们就按残气有8×1.55=12.4来计算系统可燃气含量为:

因为系统内可燃气含量为0.406%, 低于上述方法原理中的0.5%的规定, 所以, 变换系统可以进行动火作业。

3 结论及说明

L残为冷却后残气的体积 (mL) 。

(2) 此方法适用于平时小修。在之前准备工作时, 以流量计给球胆充气至3050 (mL) 时, 用细铁丝以其直径大小握成圆环, 作为以后取样达到取样体积的相对依据。

(3) 采用球胆法取样冷却后残气体积大, 说明置换不合格, 应继续蒸汽置换, 直至置换合格。

(4) 取样点应在动火点之后, 并尽量选在动火点附近。

(5) 动火证上分析人员必须填写样气全容量 (mL) , 残气容量 (mL) , 及计算后可燃气含量 (%) 。

摘要：变换系统中置换存在可燃气与蒸汽混合需要测定出可燃气的多少。

关键词：置换,冷却,爆炸极限

参考文献

[1] 徐忠裕.用球胆法对变换系统进行动火分析[J].小氮肥.1996, 11.

[2] 化工部制定的《化肥、硫酸、纯碱、催化剂企业要安全卫生管理工作的规定》的第8章《防火防爆及消防安全管理》的8.2.7.a条关于动火安全规定.