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【摘要】文章通过精心组织，合理安排，周密计划，根据厂内具体情况具体分析，采用三种方式结合使用的置换方法，使置换任务既能安全顺利完成，又能实现经济化和效益化，即以最小的支出获取最大的效益。
【关键词】设备管道；安全置换；安全隐患
【中图分类号】TU996.5 【文章标识码】D 【文章编号】1326-3587（2013）04-0166-01
燃气装置的置换要根据工艺、装置的变化选用最适宜的置换方式，采样检测的标准至少要满足2个以上的合格指标（含氧量、C0含量），单一指标易造成判断失误。出现检测异常时必须进行成分检测，同时对采用的置换介质进行安全确认。燃气的置换在燃气设施的新建、改建和大修等施工作业中经常使用；不同的输送介质使用不同的置换方法以及针对不同的燃气装置，其置换方式、检测手段、达标标准均不相同，而冶金燃气又是具有易燃、易爆、易中毒特性的能源介质。因此，有必要对燃气装置的置换方式、达标标准进行探讨，以保证其施工作业与生产的安全。
一、置换过程的安全问题
从切断煤气来源到置换开始直至合格，全过程要禁止在被置换装置上或附近动火，同时禁止高温物体靠近。整个装置要可靠接地，接地电阻煤气设施小于10Ω：装置小于4Ω，雷雨天气原则上不能进行置换作业。北方地区冬季严禁用蒸汽置换，防止冻结损坏设备。管径大于1m、距离超过500m的管道也不宜用蒸汽置换。禁止用高压过热蒸汽（1.6 MPa、3000C）进行置换，因热膨胀易损坏补偿器、支架、法兰等设施。置换过程中煤气、惰性气体的逸出点必须在高位，利于扩散；地下室、空间狭窄、低洼地等通风不良的地方原则上不能作为排逸点，否则必须采取强制通风、疏散人员、专人监护等措施，防止中毒及窒息事故的发生。大容积的燃气设施（煤气柜、电除尘、贮罐等）必须采用间歇置换法，使被置换介质与置换介质充分混合后排逸，置换次数不宜少于4次，同时必须采用对角采样检测合格，方为置换合格。多点排逸、多分支管道必须确认各排逸点畅通，全部达标才能视为合格。直接置换过程中，置换空气应保持5m/s以下的流速，以防混合气体在管中摩擦碰撞产生火花引起爆炸。
二、惰性气体隔离置换法
1、置换方法。
先通入一种流体（一般为惰性气体）使装置内原流体置换出一部分，再通入另外一种流体，保证原流体与后通入流体被流体隔离，逐步将A、B两种流体排出装置外，直至被流体全部替换、检测合格。该方法具有节省能源、安全可靠、连续操作、采样检测频率小等优点。适用于大管径、长距离煤气管网的置换，但对于中间有大容积贮柜或中途有多个分支管线时不宜采用。因为分支管线的放散会将起隔离作用的流体逸出，导致要隔离的两种流体相混合；而中间大容积贮柜易将3种流体混合，失去隔离作用。例如：直径中=l000，L=10km混合煤气管道，用空气直接置换易形成爆炸性气体，安全系数低，而用N：置换则N：消耗量过大，且置换时间过长。可先通入O.5h的N2，再用通风机通入空气，使煤气与空气被N2隔离，消除爆炸危险；同样在送煤气时，可先通入N2再开阀门送煤气，使空气与煤气被N2隔离，保证置换的安全可靠。
2、置换特点。
惰性气体隔离置换法的优点是安全可行。因是惰性气体，气体质量稳定，不与煤气发生反应，遇到火花不发生爆炸，比较安全，可以放心地工作。其缺点是费用成本高，且CO溶于水，增加了水的酸性和腐蚀性，对设备和管道腐蚀性较大，降压后温度降低结冻，需要补充足够的热量，否则易造成气柜等容器真空吸瘪现象，操作起来困难。N2要求质量较高，纯度达99%以上，否则满足不了工艺要求。因煤气发生炉生产惰性气体置换，既安全，成本又低，但一定要在养好炉的前提下，在薄炭层、低炉温、低风量的条件下操作，才能生产出氧含量低（O<1%），煤气浓度低（CO+H<1%）的合格惰性气体。
三、空气直接置换方法
1、水蒸气置换法。
水蒸气置换方式即用水蒸气作为介质，向需置换的容器或管道内充填，中和内部煤气，放空，再充填，再放空，直至用煤气监测仪多点测得煤气浓度<1%，方为合格。置换条件为有蒸汽来源、保持蒸汽压力在3kg/cm以上、置换合格前，蒸汽一直充入，停蒸汽前要立即用空气填入，一是往外赶蒸汽，二是以补充停蒸汽后因温度降低而水蒸气冷凝成水的气体体积，以免产生负压，将气柜吸瘪。优点是成本较低。缺点是蒸汽压力要保持，且要及时补充空气，操作不当容易将气柜吸瘪。
2、空气直接置换法。
用一种流体直接通入装置中，将装置中原流体通过逸出装置排出装置外，直至装置内流体全部被流体替换并采样检验达标。该方法为连续不间断的操作，具备置换速度快、节省能源等优点，为压缩施工作业周期创造了条件。主要适用燃气输送管网的置换，但对大容积、内部结构复杂、流体在装置内有不流动死角的燃气装置不宜采用。例如：高炉煤气清洗与输送系统检修时，可采用空气对流或用通风机强制通入空气置换装置内煤气，用皮囊采样检测含氧量≥20.5%、CO≤50ppm即为合格；在投运时又可用高炉煤气直接置换系统内的空气，在末端采样进行爆发试验，连续3次都能均匀稳定燃烧为置换合格。优点是成本低，节约费用。缺点是安全系数低，不能保证安全，特别象气柜这样的容器，煤气与空气充分混合的空间，当混合至爆炸极限时，如气体流速过快和容器壁摩擦产生火花，就有爆炸的危险，所以极为不安全。
四、置换施工安全措施
提前将安全技术措施和施工步骤贯彻到每一位施工人员，坚决做到一切行动听指挥。划定禁火区，严禁火种进入，非施工人员不得进入划定的置换现场。搞好安全技术交底和施工前安全培训。脚手架要搭设牢固，登高人员必须戴好安全带、安全帽及防静电工作服，不得穿带钉子的工作鞋。化验员及装置盲板人员必须在上风口操作，严禁用工具敲打工件，工具、工件、煤气放散口必须涂抹黄油。气柜置换时不能边充入蒸气边放空，因为此时气柜内气体中煤气浓度可能在爆炸极限内，当放空时，由于气流速度高，有可能产生火花，发生燃烧及爆炸事故。为确保置换安全，厂内启动消防泵，使其处于高压运行状态，消防水带分两路铺设到现场。气柜的置换必须在夜间20：00以后进行，其他置换可任意安排。
【关键词】设备管道；安全置换；安全隐患
【中图分类号】TU996.5 【文章标识码】D 【文章编号】1326-3587（2013）04-0166-01
燃气装置的置换要根据工艺、装置的变化选用最适宜的置换方式，采样检测的标准至少要满足2个以上的合格指标（含氧量、C0含量），单一指标易造成判断失误。出现检测异常时必须进行成分检测，同时对采用的置换介质进行安全确认。燃气的置换在燃气设施的新建、改建和大修等施工作业中经常使用；不同的输送介质使用不同的置换方法以及针对不同的燃气装置，其置换方式、检测手段、达标标准均不相同，而冶金燃气又是具有易燃、易爆、易中毒特性的能源介质。因此，有必要对燃气装置的置换方式、达标标准进行探讨，以保证其施工作业与生产的安全。
一、置换过程的安全问题
从切断煤气来源到置换开始直至合格，全过程要禁止在被置换装置上或附近动火，同时禁止高温物体靠近。整个装置要可靠接地，接地电阻煤气设施小于10Ω：装置小于4Ω，雷雨天气原则上不能进行置换作业。北方地区冬季严禁用蒸汽置换，防止冻结损坏设备。管径大于1m、距离超过500m的管道也不宜用蒸汽置换。禁止用高压过热蒸汽（1.6 MPa、3000C）进行置换，因热膨胀易损坏补偿器、支架、法兰等设施。置换过程中煤气、惰性气体的逸出点必须在高位，利于扩散；地下室、空间狭窄、低洼地等通风不良的地方原则上不能作为排逸点，否则必须采取强制通风、疏散人员、专人监护等措施，防止中毒及窒息事故的发生。大容积的燃气设施（煤气柜、电除尘、贮罐等）必须采用间歇置换法，使被置换介质与置换介质充分混合后排逸，置换次数不宜少于4次，同时必须采用对角采样检测合格，方为置换合格。多点排逸、多分支管道必须确认各排逸点畅通，全部达标才能视为合格。直接置换过程中，置换空气应保持5m/s以下的流速，以防混合气体在管中摩擦碰撞产生火花引起爆炸。
二、惰性气体隔离置换法
1、置换方法。
先通入一种流体（一般为惰性气体）使装置内原流体置换出一部分，再通入另外一种流体，保证原流体与后通入流体被流体隔离，逐步将A、B两种流体排出装置外，直至被流体全部替换、检测合格。该方法具有节省能源、安全可靠、连续操作、采样检测频率小等优点。适用于大管径、长距离煤气管网的置换，但对于中间有大容积贮柜或中途有多个分支管线时不宜采用。因为分支管线的放散会将起隔离作用的流体逸出，导致要隔离的两种流体相混合；而中间大容积贮柜易将3种流体混合，失去隔离作用。例如：直径中=l000，L=10km混合煤气管道，用空气直接置换易形成爆炸性气体，安全系数低，而用N：置换则N：消耗量过大，且置换时间过长。可先通入O.5h的N2，再用通风机通入空气，使煤气与空气被N2隔离，消除爆炸危险；同样在送煤气时，可先通入N2再开阀门送煤气，使空气与煤气被N2隔离，保证置换的安全可靠。
2、置换特点。
惰性气体隔离置换法的优点是安全可行。因是惰性气体，气体质量稳定，不与煤气发生反应，遇到火花不发生爆炸，比较安全，可以放心地工作。其缺点是费用成本高，且CO溶于水，增加了水的酸性和腐蚀性，对设备和管道腐蚀性较大，降压后温度降低结冻，需要补充足够的热量，否则易造成气柜等容器真空吸瘪现象，操作起来困难。N2要求质量较高，纯度达99%以上，否则满足不了工艺要求。因煤气发生炉生产惰性气体置换，既安全，成本又低，但一定要在养好炉的前提下，在薄炭层、低炉温、低风量的条件下操作，才能生产出氧含量低（O<1%），煤气浓度低（CO+H<1%）的合格惰性气体。
三、空气直接置换方法
1、水蒸气置换法。
水蒸气置换方式即用水蒸气作为介质，向需置换的容器或管道内充填，中和内部煤气，放空，再充填，再放空，直至用煤气监测仪多点测得煤气浓度<1%，方为合格。置换条件为有蒸汽来源、保持蒸汽压力在3kg/cm以上、置换合格前，蒸汽一直充入，停蒸汽前要立即用空气填入，一是往外赶蒸汽，二是以补充停蒸汽后因温度降低而水蒸气冷凝成水的气体体积，以免产生负压，将气柜吸瘪。优点是成本较低。缺点是蒸汽压力要保持，且要及时补充空气，操作不当容易将气柜吸瘪。
2、空气直接置换法。
用一种流体直接通入装置中，将装置中原流体通过逸出装置排出装置外，直至装置内流体全部被流体替换并采样检验达标。该方法为连续不间断的操作，具备置换速度快、节省能源等优点，为压缩施工作业周期创造了条件。主要适用燃气输送管网的置换，但对大容积、内部结构复杂、流体在装置内有不流动死角的燃气装置不宜采用。例如：高炉煤气清洗与输送系统检修时，可采用空气对流或用通风机强制通入空气置换装置内煤气，用皮囊采样检测含氧量≥20.5%、CO≤50ppm即为合格；在投运时又可用高炉煤气直接置换系统内的空气，在末端采样进行爆发试验，连续3次都能均匀稳定燃烧为置换合格。优点是成本低，节约费用。缺点是安全系数低，不能保证安全，特别象气柜这样的容器，煤气与空气充分混合的空间，当混合至爆炸极限时，如气体流速过快和容器壁摩擦产生火花，就有爆炸的危险，所以极为不安全。
四、置换施工安全措施
提前将安全技术措施和施工步骤贯彻到每一位施工人员，坚决做到一切行动听指挥。划定禁火区，严禁火种进入，非施工人员不得进入划定的置换现场。搞好安全技术交底和施工前安全培训。脚手架要搭设牢固，登高人员必须戴好安全带、安全帽及防静电工作服，不得穿带钉子的工作鞋。化验员及装置盲板人员必须在上风口操作，严禁用工具敲打工件，工具、工件、煤气放散口必须涂抹黄油。气柜置换时不能边充入蒸气边放空，因为此时气柜内气体中煤气浓度可能在爆炸极限内，当放空时，由于气流速度高，有可能产生火花，发生燃烧及爆炸事故。为确保置换安全，厂内启动消防泵，使其处于高压运行状态，消防水带分两路铺设到现场。气柜的置换必须在夜间20：00以后进行，其他置换可任意安排。