球罐區(qū)氧氣管道泄漏應對措施及檢修處理

發(fā)布于：02-11

(安陽鋼鐵集團公司制氧廠?455004)



前言



安陽鋼鐵集團公司(以下簡稱：安鋼)制氧廠現(xiàn)有7套空分設備，分別是：l^#、2^#6000m³/h空分設備，l^#、2^#14000m³/h空分設備，1^#、2^#23500m³/h空分設備。7套空分設備生產(chǎn)的氧氣經(jīng)氧壓機壓縮后分3組管線進入球罐：①l^#、2^#6000m³/h空分設備和l^#23500m³/h空分設備生產(chǎn)的氧氣匯合后進入球罐；②l^#、2^#14000m³/h空分設備生產(chǎn)的氧氣匯合后進入球罐；③2^#、3^#23500m³/h空分設備生產(chǎn)的氧氣匯合后進入球罐。安鋼制氧廠球罐區(qū)現(xiàn)有氧氣球罐7個，400m³氧氣球罐5個，1000m³氧氣球罐2個。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用戶氧氣管線的調(diào)節(jié)閥組進行調(diào)壓后，被送到各個氧氣用戶單位。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的細微裂紋，用無脂皂水噴管道的裂紋處，有氣泡冒出。



1.2?應對措施



高壓運行氧氣管線具有危險性，制氧廠決定把泄漏的氧氣管線1停止運行，投運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，有效地保證了二煉廠無間斷生產(chǎn)供氧；同時存在漏點的氧氣管線1停止運行，消除了安全隱患。向公司總調(diào)度匯報氧氣管線1狀況，并申請檢修氧氣管線1的時間。



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空分設備，同時停運l^#14000m³/h空分設備，合理調(diào)整氧氣供應量，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空分設備正常開啟，順利送氧后，開始停運l^#14000m³/h空分設備。16：08，1^#14000m³/h空分設備空壓機停車。在幾分鐘后，制氧廠當班調(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，唯獨二煉廠氧氣壓力忽高忽低。在排除了能源數(shù)據(jù)顯示錯誤的情況下，立刻向公司總調(diào)匯報異常情況。而二煉廠煉鋼時氧氣壓力迅速下降，不煉鋼時氧氣壓力迅速回升的現(xiàn)象仍然存在。



2.2?查找原因



針對這種異常情況，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)部設計方面進行逐一排查。



經(jīng)過縝密排查后，確認整個制氧系統(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，供應二煉廠和其他用戶。二煉廠用氧量不大時，來自l^#、2^#14000m³//h空分設備的氧氣可以通過止回閥進入球罐貯存。當二煉廠用氧量大時，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個單向止回閥存在，使得只能是l^#、2^#14000m³/h空分設備管線向球罐送入氧氣，而當兩套14000m³/h空分設備管線內(nèi)的氧氣壓力低于球罐系統(tǒng)壓力時，球罐氧氣無法回流平衡補償。氧氣管線2與氧氣球罐系統(tǒng)實質(zhì)上是斷開的，只有兩套14000m³/h空分設備氧氣外供時，無法滿足二煉廠全負荷用氧需求(二煉廠3臺轉(zhuǎn)爐同時吹煉時用氧瞬時量為28000～30000m³/h，2^#14000m³/h空分設備的送氧量為15700～16700m³/h)，所以出現(xiàn)了二煉廠煉鋼用氧量大時，氧氣壓力迅速下降；而不煉鋼時，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?應對措施



(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個轉(zhuǎn)爐同時吹煉。



(2)原定停運檢修l^#14000m³/h空分設備空壓機的計劃推遲.盡快恢復14000m³/h空分設備供氧。



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



3?處理方案實施



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備檢修同步進行。



3.1?停氣



(1)9月18日09：00，通知各運行車間將氧壓機機后壓力設定到1.8MPa，當氧氣球罐區(qū)壓力達到設定值時，停送二煉廠的氧氣；關閉氧氣管線2調(diào)節(jié)閥組J31、J32、P3和氧氣管線1的旁通閥P2。



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



(3)泄壓結束后，打開氮氣吹掃總閥C1，打開二煉廠氧氣管道氮氣吹掃閥C4。



(4)氮氣吹掃二煉廠管線完畢后，把J22、J32閥打開，將J21與J22閥、J31與J32閥管線之間余氧排出，并用氮氣置換。



(5)置換30分鐘后，化驗人員現(xiàn)場取樣分析。分析合格后，關閉C4閥、J22與J32閥，停氣工作結束。



3.2?施工



09：50，安鋼建安公司和制氧廠具體負責施工人員按各自施工面展開施工。施工程序按計劃執(zhí)行：①切除泄漏的管道并卸掉法蘭；②把之前預制好的不銹鋼管道對口焊接；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，避免火災事故的發(fā)生，化驗員在現(xiàn)場多次化驗，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，施工結束后，在T2閥后加裝盲板(防止吹掃時焊渣吹入氧管道)，打開J22和C4閥吹掃施工的氧氣管道。



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



12：55，通知二煉廠關閉放散閥。確認關閉后，開二煉廠吹掃閥C4，在二煉廠氧氣管道內(nèi)充入試壓氮氣，當壓力升至O.8MPa時，進行保壓檢漏。



13：15，確認檢漏合格后，球罐區(qū)具備送氧條件。



3.4?送氣



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



13：50，關閉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；



14：10，二煉廠恢復送氧，通知各個運行車間把氧壓機后壓力恢復到正常值(2.45MPa)；



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



檢修工作圓滿結束。



4?總結



(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的中壓負荷中，由于



工作壓力的反復變化，導致應力集中及疲勞損傷并發(fā)生滲漏，緩慢擴延直至發(fā)展為裂縫。



(2)兩套6000m³/h空分設備氧氣輸送管線和1#～4#氧氣球罐已經(jīng)服役l5～20年，并且兩套6000m³/h空分設備生產(chǎn)的氧氣是由活塞式氧壓機輸送，輸送氧氣管道所受的振動大。在定期檢查系統(tǒng)管網(wǎng)時，要對這部分管網(wǎng)重點排查。對于接近報廢期的管道與閥門應提前更換，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，安全措施



制定周密、得當，監(jiān)管措施認真、到位，有效保障了整個檢修過程的順利進行。



(4)對二煉廠備用氧氣輸送管線2存在的設計缺陷，初步提出整改方案；在公司大停氣時，對二煉廠備用管線2進行聯(lián)網(wǎng)改造。在氧氣管線1及氧氣管線2的調(diào)節(jié)閥組前補設l根氧氣管道，使得兩組氧氣管線串聯(lián)(圖1中點劃線表示)，實現(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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