球罐區(qū)氧氣管道泄漏應(yīng)對(duì)措施及檢修處理

發(fā)布于：02-11

(安陽鋼鐵集團(tuán)公司制氧廠?455004)



前言



安陽鋼鐵集團(tuán)公司(以下簡稱：安鋼)制氧廠現(xiàn)有7套空分設(shè)備，分別是：l^#、2^#6000m³/h空分設(shè)備，l^#、2^#14000m³/h空分設(shè)備，1^#、2^#23500m³/h空分設(shè)備。7套空分設(shè)備生產(chǎn)的氧氣經(jīng)氧壓機(jī)壓縮后分3組管線進(jìn)入球罐：①l^#、2^#6000m³/h空分設(shè)備和l^#23500m³/h空分設(shè)備生產(chǎn)的氧氣匯合后進(jìn)入球罐；②l^#、2^#14000m³/h空分設(shè)備生產(chǎn)的氧氣匯合后進(jìn)入球罐；③2^#、3^#23500m³/h空分設(shè)備生產(chǎn)的氧氣匯合后進(jìn)入球罐。安鋼制氧廠球罐區(qū)現(xiàn)有氧氣球罐7個(gè)，400m³氧氣球罐5個(gè)，1000m³氧氣球罐2個(gè)。安鋼氧氣用戶單位主要有：一煉軋廠、二煉軋廠、二煉廠、煉鐵廠等。制氧廠7個(gè)氧氣球罐相互串聯(lián)，用以貯存氣體、緩沖壓力，球罐出來的氧氣由各個(gè)用戶氧氣管線的調(diào)節(jié)閥組進(jìn)行調(diào)壓后，被送到各個(gè)氧氣用戶單位。其中送往二煉廠的氧氣管線有兩組(1用l備)。安鋼制氧廠氧氣管網(wǎng)如圖1所示。







圖1?安鋼制氧廠氧氣管網(wǎng)示意圖



l?氧氣管線泄漏故障



1.1?泄漏現(xiàn)象



2007年7月26日，氧氣球罐運(yùn)行工在巡檢中，發(fā)現(xiàn)送往二煉廠的氧氣管線(氧氣管線1)調(diào)節(jié)閥組有漏氣現(xiàn)象。漏點(diǎn)位于調(diào)節(jié)閥T2后、二道閥J22法蘭前的中間管線，有一段長6cm的細(xì)微裂紋，用無脂皂水噴管道的裂紋處，有氣泡冒出。



1.2?應(yīng)對(duì)措施



高壓運(yùn)行氧氣管線具有危險(xiǎn)性，制氧廠決定把泄漏的氧氣管線1停止運(yùn)行，投運(yùn)送往二煉廠的備用氧氣管線(氧氣管線2)。氧氣管線2的正常投運(yùn)，有效地保證了二煉廠無間斷生產(chǎn)供氧；同時(shí)存在漏點(diǎn)的氧氣管線1停止運(yùn)行，消除了安全隱患。向公司總調(diào)度匯報(bào)氧氣管線1狀況，并申請(qǐng)檢修氧氣管線1的時(shí)間。



2?二煉廠管網(wǎng)氧氣壓力異常升降現(xiàn)象



2.1?故障現(xiàn)象



2007年8月18日，由于安鋼用氧量增大，決定增開1^#23500m³/h空分設(shè)備，同時(shí)停運(yùn)l^#14000m³/h空分設(shè)備，合理調(diào)整氧氣供應(yīng)量，原則是既滿足公司用氧量需求，又合理地節(jié)能降耗。在l^#23500m³/h空分設(shè)備正常開啟，順利送氧后，開始停運(yùn)l^#14000m³/h空分設(shè)備。16：08，1^#14000m³/h空分設(shè)備空壓機(jī)停車。在幾分鐘后，制氧廠當(dāng)班調(diào)度發(fā)現(xiàn)異樣情況：二煉廠的氧氣壓力從2.OMPa迅速下降到l.OMPa。又過幾分鐘后，氧氣壓力又回升至2.OMPa左右。不久二煉廠氧氣壓力又迅速下降，反復(fù)無常。如果各用戶單位的氧氣壓力都低，有可能是外部用戶用氧量突增造成整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)氧氣壓力降低。但其他用戶氧氣壓力都穩(wěn)定在2.OMPa左右，唯獨(dú)二煉廠氧氣壓力忽高忽低。在排除了能源數(shù)據(jù)顯示錯(cuò)誤的情況下，立刻向公司總調(diào)匯報(bào)異常情況。而二煉廠煉鋼時(shí)氧氣壓力迅速下降，不煉鋼時(shí)氧氣壓力迅速回升的現(xiàn)象仍然存在。



2.2?查找原因



針對(duì)這種異常情況，制氧廠迅速制定了排查方案：



(1)檢查各套空分設(shè)備的送氧閥及輸送管道有無泄漏；



(2)檢查制氧廠球罐區(qū)的球罐、管道和調(diào)節(jié)閥組有無異常；



(3)通知二煉廠檢查其內(nèi)部的管線及閥門；



(4)分析氧氣系統(tǒng)管網(wǎng)，從輸送氧氣管網(wǎng)的內(nèi)部設(shè)計(jì)方面進(jìn)行逐一排查。



經(jīng)過縝密排查后，確認(rèn)整個(gè)制氧系統(tǒng)及用戶單位閥門、管道正常完好。在輸送二煉廠的氧氣管線2上，找到了故障原因。



2.3?原因分析



圖l中虛線為原來供二煉廠的氧氣管線l。l^#、2^#、4^#、5^#、6^#、7^#、8^#氧氣球罐并在一起，供應(yīng)二煉廠和其他用戶。二煉廠用氧量不大時(shí)，來自l^#、2^#14000m³//h空分設(shè)備的氧氣可以通過止回閥進(jìn)入球罐貯存。當(dāng)二煉廠用氧量大時(shí)，氧氣壓力低于球罐壓力(由于氧氣管線1與所有球罐系統(tǒng)串聯(lián))，球罐貯存的氧氣開始外供，平衡緩沖壓力，使二煉廠的生產(chǎn)用氧供應(yīng)平穩(wěn)。



圖l中粗線為二煉廠的備用氧氣管線2。由于此管線有止l、止2、止4、止5、止6閥5個(gè)單向止回閥存在，使得只能是l^#、2^#14000m³/h空分設(shè)備管線向球罐送入氧氣，而當(dāng)兩套14000m³/h空分設(shè)備管線內(nèi)的氧氣壓力低于球罐系統(tǒng)壓力時(shí)，球罐氧氣無法回流平衡補(bǔ)償。氧氣管線2與氧氣球罐系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是斷開的，只有兩套14000m³/h空分設(shè)備氧氣外供時(shí)，無法滿足二煉廠全負(fù)荷用氧需求(二煉廠3臺(tái)轉(zhuǎn)爐同時(shí)吹煉時(shí)用氧瞬時(shí)量為28000～30000m³/h，2^#14000m³/h空分設(shè)備的送氧量為15700～16700m³/h)，所以出現(xiàn)了二煉廠煉鋼用氧量大時(shí)，氧氣壓力迅速下降；而不煉鋼時(shí)，該管路壓力很快回升。氧氣壓力無法穩(wěn)定，影響了二煉廠正常的煉鋼



生產(chǎn)。



2.4?應(yīng)對(duì)措施



(l)開啟氧氣管線l調(diào)節(jié)閥組的旁通閥P2(口徑：φ50mm)，盡量緩解用氧壓力，并與二煉廠煉鋼部門協(xié)調(diào)，盡量避免3個(gè)轉(zhuǎn)爐同時(shí)吹煉。



(2)原定停運(yùn)檢修l^#14000m³/h空分設(shè)備空壓機(jī)的計(jì)劃推遲.盡快恢復(fù)14000m³/h空分設(shè)備供氧。



(3)向總調(diào)匯報(bào)生產(chǎn)狀況，使其盡快協(xié)調(diào)安排檢修氧氣管線l的時(shí)間，從根本上消除生產(chǎn)隱患。



3?處理方案實(shí)施



經(jīng)總調(diào)協(xié)調(diào)，氧氣管線l的檢修安排在與二煉廠設(shè)備檢修同步進(jìn)行。



3.1?停氣



(1)9月18日09：00，通知各運(yùn)行車間將氧壓機(jī)機(jī)后壓力設(shè)定到1.8MPa，當(dāng)氧氣球罐區(qū)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，停送二煉廠的氧氣；關(guān)閉氧氣管線2調(diào)節(jié)閥組J31、J32、P3和氧氣管線1的旁通閥P2。



(2)確認(rèn)上述閥門關(guān)閉后，通知二煉廠平臺(tái)調(diào)度打開末端放散閥，放散氧氣泄壓。



(3)泄壓結(jié)束后，打開氮?dú)獯祾呖傞yC1，打開二煉廠氧氣管道氮?dú)獯祾唛yC4。



(4)氮?dú)獯祾叨拸S管線完畢后，把J22、J32閥打開，將J21與J22閥、J31與J32閥管線之間余氧排出，并用氮?dú)庵脫Q。



(5)置換30分鐘后，化驗(yàn)人員現(xiàn)場取樣分析。分析合格后，關(guān)閉C4閥、J22與J32閥，停氣工作結(jié)束。



3.2?施工



09：50，安鋼建安公司和制氧廠具體負(fù)責(zé)施工人員按各自施工面展開施工。施工程序按計(jì)劃執(zhí)行：①切除泄漏的管道并卸掉法蘭；②把之前預(yù)制好的不銹鋼管道對(duì)口焊接；③回裝不銹鋼管道的法蘭端及旁通閥平衡法蘭。



為保障施工人員在切割、焊接氧氣管道施工過程中的安全，避免火災(zāi)事故的發(fā)生，化驗(yàn)員在現(xiàn)場多次化驗(yàn)，確保施工區(qū)域大氣中的氧含量始終在19％～22％。



3.3?吹掃及檢漏



12：10，施工結(jié)束后，在T2閥后加裝盲板(防止吹掃時(shí)焊渣吹入氧管道)，打開J22和C4閥吹掃施工的氧氣管道。



12：40，吹掃30分鐘，確認(rèn)檢修管道內(nèi)潔凈后，關(guān)閉C4閥。去盲板，回裝T2調(diào)節(jié)閥后法蘭。



12：55，通知二煉廠關(guān)閉放散閥。確認(rèn)關(guān)閉后，開二煉廠吹掃閥C4，在二煉廠氧氣管道內(nèi)充入試壓氮?dú)?，?dāng)壓力升至O.8MPa時(shí)，進(jìn)行保壓檢漏。



13：15，確認(rèn)檢漏合格后，球罐區(qū)具備送氧條件。



3.4?送氣



l3：25，通知各運(yùn)行車間把氧氣壓力設(shè)定至1.1MPa(保證調(diào)節(jié)閥組前后壓差≤0.3MPa)；



13：50，關(guān)閉C4閥和Cl閥；



13：55，球罐系統(tǒng)氧氣壓力降至l.lMPa后，打開氧氣管線l調(diào)節(jié)閥組的P2、J22和J21閥；



14：10，二煉廠恢復(fù)送氧，通知各個(gè)運(yùn)行車間把氧壓機(jī)后壓力恢復(fù)到正常值(2.45MPa)；



l4：15，通知二煉廠已經(jīng)正常送氧，使用氧氣時(shí)先放散一會(huì)兒，氧氣純度提高后再使用。



檢修工作圓滿結(jié)束。



4?總結(jié)



(1)經(jīng)分析，泄漏的原因是中壓氧氣管道長期工作在1.5～2.5MPa的中壓負(fù)荷中，由于



工作壓力的反復(fù)變化，導(dǎo)致應(yīng)力集中及疲勞損傷并發(fā)生滲漏，緩慢擴(kuò)延直至發(fā)展為裂縫。



(2)兩套6000m³/h空分設(shè)備氧氣輸送管線和1#～4#氧氣球罐已經(jīng)服役l5～20年，并且兩套6000m³/h空分設(shè)備生產(chǎn)的氧氣是由活塞式氧壓機(jī)輸送，輸送氧氣管道所受的振動(dòng)大。在定期檢查系統(tǒng)管網(wǎng)時(shí)，要對(duì)這部分管網(wǎng)重點(diǎn)排查。對(duì)于接近報(bào)廢期的管道與閥門應(yīng)提前更換，防患于未然。



(3)此次檢修二煉廠氧氣輸送管道，停送氣方案及施工方案制定合理、詳細(xì)，安全措施



制定周密、得當(dāng)，監(jiān)管措施認(rèn)真、到位，有效保障了整個(gè)檢修過程的順利進(jìn)行。



(4)對(duì)二煉廠備用氧氣輸送管線2存在的設(shè)計(jì)缺陷，初步提出整改方案；在公司大停氣時(shí)，對(duì)二煉廠備用管線2進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)改造。在氧氣管線1及氧氣管線2的調(diào)節(jié)閥組前補(bǔ)設(shè)l根氧氣管道，使得兩組氧氣管線串聯(lián)(圖1中點(diǎn)劃線表示)，實(shí)現(xiàn)氧氣管線2與球罐聯(lián)網(wǎng)。



摘自2009年2期《工業(yè)氣體安全》



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