①. 煤气的种类
煤气是一种多组分可燃气体的混合物,按其来源的不同可分为两种。
a. 天然气 通过钻进从地层中开采出来的纯天然气、油田伴生气、气田气、矿井气。
b. 人工煤气 包括由热分解得到的干馏煤气,石油炼制过程的副产品-液化气和液化石油气,重油裂解的油制气以及发生炉煤气。
②. 煤气的特性
煤气作为一种重要能源,有其自己的特性,在使用中要特别注意。
a. 毒性 煤气中含有大量的有毒气体,比如一氧化碳、二氧化硫等,一但被人吸入体内便会使人窒息。
b. 爆炸性 煤气是由一些易燃易爆气体组成,当煤气与空气混合达一定浓度时,一旦遇到火源就会引起爆炸。
c. 含水性 在煤气的制作和净化过程中,不可避免地含有一定的水蒸气,在管道运输过程中会产生凝结水,要及时排除。
③. 城市煤气管道的分类
城市煤气管道按压力分类有:
低压煤气管道:煤气压力小于或等于0.005MPa
中压煤气管道:煤气压力0.005MPa~0.15MPa
次高压煤气管道:煤气压力0.15MPa~0.3MPa
高压煤气管道:煤气压力0.3MPa~0.8MPa
超高压煤气管道:煤气压力大于0.8MPa
按铺设方式分类有:
埋地敷设,多用于室外管道;
架空铺设,多用于室内管道。
按供气的组合方式分类有:
单级管网,通常为低压管网,
两级管网,由低压和中压组成两级管网
三级管网,有低压、中压和高压组成三级管网。
一、煤气管道的维护修理
①. 煤气管道的维护
煤气管道一经投入运行,就应责成专人进行巡视检查和维护修理,日常的主要维修工作如下:
a. 经常对煤气管网及附属建筑物进行检查和维护管理,以保证煤气管网和有关设施的完好。
b. 认真听取用户意见和报告,及时迅速地消除室内外管网出现的漏气,损坏和各种故障,确保正常而安全地使用。
c. 经常巡视煤气管网和有关设施周围有无危及安全运行的因素,如有,则应立即与有关部门联系予以消除。
d. 检查煤气管网中的排水器的工作情况,及时排除管网中的冷凝水,并将含焦油的冷凝水集中处理,不能造成环境污染并保证室外煤气管道的畅通。
e. 检查室外明设管道或工作环境可能低于0℃场所的管道保温情况,以防在低温时形成冰堵。
f. 检查和测试阀门、法兰及丝扣接头等处跨接线和接地线的电阻,使其精彩处于良好状态。法兰及丝扣接头的跨接电阻应不大于0.03欧姆,架空和埋地管道的电阻不应大于20欧姆。架空管道的接地电阻兼有防雷作用,接地间距小于50米。
由于煤气管道输送的介质时可燃有毒气体,无孔不入,在日常巡查时,不仅要查看煤气管道本身(各种井室)有无漏气现象,还要检查离开煤气管道两侧各15米范围内的其他管线(如下水、热力、通信、电力等)的井室有无煤气漏窜现象,以及地下室、管沟等各种地下设施有无被煤气污染情况。在检查时,要严禁吸烟、点火和使用非防爆式灯,打开井室盖板时,应使用不会产生火花的有色金属工具,因为盖板多为铸铁或钢板所制,在揭或盖盖板时不得碰撞,以防产生火花引起事故。
②. 煤气管道的检漏
a. 检漏仪捡漏
检漏仪器种类繁多,应用较为广泛的是热催化剂燃气指示仪,其电路如图5-3所示。其工作原理是用铂旋丝作催化剂,一旦接触煤气,其表面就会发生氧化作用,氧化时所产生的能量使铂丝温度上升,引起惠斯登电桥四个桥壁之一的铂丝电阻发生变化。这样,电桥各壁电阻值成比例的关系便失去平衡,电流计的指针产生偏移,从而指示不同燃气的不同电流值,查出漏气点。
b. 埋地管道钻孔检漏
在安装埋地管道时,沿管道的走向每隔一定距离在焊缝处钻一孔眼,下部伸入检查管护套内,上部靠近地面,如图 5-4 所示。
煤气管外设检查管护套,一旦煤气管漏气,将沿检查管上升,打开覆罩后用嗅觉或检查仪进行检查。发现漏气时,在破土查出准确位置。
c. 肥皂水捡漏
为了检查室内外管道和阀门接口是否有漏气的地方,可用肥皂水涂在接口处进行检查,如果有漏气时,在漏气出涂肥皂水会出现气泡,如果不漏气,肥皂水不会出现气泡。检查时,要对所有接口逐个检查。这种方法即简单又实用,检修人员和煤气用户都可以采用这种方法及时检出漏气点。
d. 利用其它井室检漏
当煤气管道与其它地下井室的给水管道、排水管道、供热管道、电缆等管线平行敷设时,如果煤气管道漏气,可渗透到其它井室,可以通过嗅觉或仪器检查出来。
e. 利用排水器捡漏
地下煤气管道最低点一般均设置排水器,在正常运行情况下,需有规律地定期排水,且每次排水量应该变化不大。如果排水量突然产生大幅度变化,则说明管道由水漏或漏气。
f. 观察植物生长捡漏
观察植物生长状况是检验地下煤气管道是否漏气即经济有效又相当可靠的方法,因为漏气后土壤中含煤气,将引起树木及植物的枝叶变黄或枯干。
③. 漏气管道的修理
发现煤气管道漏气并已查明漏气点后,应立即进行漏气管道的修理,根据管道的材质、漏气原因和漏气的严重程度,确定维修方案。
a. 承插铸铁管接口漏气
修理铸铁管承插式接口漏气时,应事先了解接口填料的类别,如是青铅接口松动造成的漏气,修复前先把接口处泥土清理干净,然后用灰凿手锤把铅口捻紧即可,若铅口凹陷时,可加入一些铅条捻入口内,直至铅口完全不漏为止。如果水泥接口松动,则应剔除重新打口。若由于道路下经常受到震动而使水泥接口松动,最好改为青铅接口,即可以加快修复速度,又可以改善接口的性能。
b. 铸铁管砂眼、裂缝漏气
铸铁管的砂眼可以用钻孔攻螺纹堵漏法修理,若由于腐蚀穿孔、裂缝、断裂等原因,在管身上发生漏气时,为迅速消除事故,可采用“急修箍”方法处理,如图5-5所示,在穿透的管壁破坏点上安放由韧性材料如铅片或纤维材料制成的垫片,用盖板和U型螺栓的钢筋箍拧紧固定即可。这种方法可用于低压煤气管道上,若用于高压煤气管道,则只能做短期的临时修理,然后应降压焊上补强钢板。若管子裂缝较长,在钻孔止裂后,可使用两个半圆的套筒,套筒与管壁的间隙用密封填料捻口填塞,拧紧套筒紧固螺栓即可。
c. 钢制管道漏气。
根据煤气压力的高低管道损坏的原因和损坏范围的大小,决定修复方法。
· 煤气压力较低、有局部腐蚀引起的小范围漏气,可采用焊接法修补。
· 煤气压力较低、由焊缝开裂引起的小范围漏气,可以采用打管卡子、管外设套筒、靠填料堵塞的方法堵漏。
· 煤气压力较高,由局部腐蚀和焊缝开裂引起的小范围漏气,应采取降压或停气,焊接补强板措施修补;若管子裂缝较长,应采取钻孔止裂措施,然后用两个半圆管件做夹子套筒,套筒与管壁之间用密封填料填塞,拧紧套筒紧固螺栓,达到密封的目的。
· 若管道严重腐蚀、漏气范围较大,说明管子已经不能继续使用,应采取停气换管措施。
三、管道的堵塞及消除
①. 水的堵塞及其消除
水的堵塞包括煤气中凝结冰水和地下水的渗水。煤气往往含有水蒸气,一旦压力升高或温度降低,水蒸气就会凝结成水而流至最低点。另外,当地下水压力较高而煤气压力较低,如果管道由于接头不严、腐蚀性穿孔或焊缝开裂,地下水就会渗入管内。当煤气管道产生不均匀沉降时,冷凝水难以及时排除,就会积存在最低点,形成积水带。这些积水如不及时排除,就会堵塞管道,轻则降低煤气流量,影响用户使用,重则造成突然灭火,出现安全事故。为此,煤气管道必须设各种集水井(排水器),以及时排除凝结水。当管道由于不严,渗入地下水时,排水器的水量急剧增加。当管道产生不均匀沉降形成积水带时,应采取调整管道坡度或增设排水器的方法,以消除积水带。
低压煤气管道的凝结水量较少,中高压煤气管道的凝结水量较多,因此应在管道的最低点设置与管道压力级别相适应的集水井。排水器的安全间距视水量多少、管径大小而定,但一般不超过500米。通常直线段每150至200米就要安装一个排水器,煤气总管和用户也要安装排水器。架空煤气管道一般设水泵作为连续排水器,根据煤气压力的高低确定双级水泵或单级水泵。煤气管道的排水管应设两道阀门和两个取样管,以检查排水管是否堵塞。水泵的补水应设隔离式漏斗补水。管道巡查人员要经常检查水泵情况,防止水泵失效而造成煤气泄漏。
埋设煤气管道的一般在管道上设置聚水器,煤气压力足够时,可直接压至地面,煤气压力较低时,可用手动抽水泵将水抽出。每次聚水器内的水被抽干后,必须保留一部分水,且都能够淹没抽水管的底口,以免煤气通过抽水管底口漏出。一般是冬季凝结水多,抽水周期短。
②. 萘的堵塞及清除
人工煤气中常含有一定的蒸汽,温度降低就会凝成固体,附着在管道内壁,使管道的过流面积减小甚至堵塞管道。在寒冷季节,萘常积聚在管道弯曲部分或管道钻出地面处,清除积萘的方法有喷雾法和热溶法。
a. 喷雾法 将加热的石油、挥发油或粗制混合二甲苯等喷入煤气管内,使雾状的液体将萘溶解,经排水器排出。
b. 热溶法 萘能被70℃以上的热水溶解,在煤气管内分段灌入热水或通入蒸汽,也可以将萘除掉,但这种方法由于热胀冷缩,容易使接头松动。因此清洗过后,应对管道做气密性试验。
③. 其他杂质堵塞及消除
煤气管道中除了水印和萘以外,其他杂质也可能引起阻塞,杂质的主要成分是铁锈屑,它常与煤气中的焦油、灰尘等混合在一起积存在管内,也是引起管道堵塞的原因。钢管易锈蚀,一般在煤气厂附近的管道内杂质主要是焦油,而在管道末端杂质主要是铁锈。清楚杂质目前尚无理想的机械设备,对于干管可分段采用下述方法进行人工清理,一般以50米左右为一清洗管段,在管段两端各切断一段管子,用人力绞车拉动特制的刮刀及圆盘钢丝刷,刮刷后宜作气密性试验,如受条件限制,不能作气密性试验,通过后应加强检查。管道的弯管、阀门、排水器等处如有阻塞,可拆下来清洗。