煤气管道带压堵漏技术与安全控制

高炉DN1400煤气管道带压堵漏技术的应用及安全风险控制策划 吉志军 摘要 萍钢公司在有害气体且压力较高的气体管道上采取打抱箍压铅来堵漏，认真分析了产生事故隐患的原因，对现场危害因素进行了全面细致地排查，制定出切实可行的控制措施，方案得当，运行正常，为今后实施煤气管道带压堵漏积累了经验。关键词 煤气管道 抱箍 压铅 堵漏 风险控制一、带压堵漏技术的应用背景连接萍钢公司第一炼铁厂两座300m3高炉的DN1400煤气主供管道，原来安装的膨胀节由于管道损坏漏气后采取了简单的固定方法而无法再起到伸缩应力的作用，3#高炉建成后再次延长了管道长度。近年来，由于热胀冷缩，压力不均匀等原因，管道局部泄漏现象时有发生。2006年3月6日，位于3高炉热风炉炉后位置的煤气主供管道突然爆开了一条圆周向4900mm左右的裂缝，正常情况下类似安全隐患出现后应在高炉采取休风停产，对煤气管道进行吹扫后，实施动火（补焊）作业，整个过程约需要4个小时，按三月上旬高炉平均日产铁计算，两座高炉停产4小时等于少炼铁400余吨，直接经济损失近百万元，同时还将对下道工序炼钢、轧钢生产产生重大影响。为减少经济损失和消除安全隐患，决定在不停产，不休风的情况下，实施带压堵漏技术。二、煤气主供管道开裂的原因2#、3#高炉通往10万M3气柜的DN1400煤气主供管道，已连续运行多年，煤气经过高炉布袋除尘后进入总管，经分析，造成煤气主供管道开裂的原因有:（1）煤气温度过高，热胀冷缩造成管道拉裂。去年下半年以来，炼铁生产异常，炉况不顺，难行、悬料时有发生，加上设备系统故障导致系统无法按高炉生产工艺要求装拉料等原因造成炉顶温度上升。正常状态下，进入总管的净煤气温度保持在140160之间，一旦炉顶温度上升，则致使通往总管的荒煤气和净煤气温度瞬间达到或超过280的布袋进口的最高允许温度，最高时曾达到380430，煤气温度的大幅波动，产生热胀冷缩现象，导致管道开裂。（2）压力变化造成管道损伤。当高炉出现难行、悬料、坐料前后的压力变化比较大，使管道压力不均匀，产生10KPa左右波动，对损坏管道，减少管道寿命都有很大的影响。（3）焊接质量有缺陷。该煤气管道由多段焊接而成，当管道承受不了外界不利因素影响时，焊缝产生裂缝。另外，焊接材料也会对焊缝开裂产生一定的影响。（4）煤气质量(含尘量)影响。由于高炉除尘效果原因，进入总管的煤气中仍有不少颗粒粉尘流入，致使管道磨损。三、危害因素辨识与风险评价由于是在不停产，不休风的情况下，实施带压堵漏技术，因此可能产生的危害因素比较多，经过现场辨识与评价，主要有：（1）、煤气危害。煤气有易燃易爆易中毒三大特性，高炉煤气是一种无色无味气体，其主要成分见下表成分COC02H2N2CH4比例（%）2515555当空气中一氧化碳含量达到0.04%0.06%时，人只要少量吸入就可能产生中毒反应，轻者头晕昏迷，重者中毒身亡。一氧化碳（纯）与空气混合达12.5%时，就可能产生爆炸。（2）、噪声危害。正常情况下煤气总管压力为20-30KPa左右，一旦发生了泄漏情况，漏点周围会产生94-103dB以上的噪声，根据工业企业噪声控制设计规范GBJ87-85，工业噪声与听力的关系中的描述，在90dB以上地点长时间工作，工人听力影响明显增加，耳聋阳性提高。同时还将诱发心血管疾病、神经衰弱等其它职业禁忌症。（3）灼烫伤危害，管道内煤气持续高温，造成管壁温度在100以上，人在上面作业，手和脚会接触管道表面，很容易造成灼烫伤事故。（4）高空坠落危害。管道裂缝处位于高炉水渣冲渣池边公路的上端，离地面约10米高，作业场地狭窄，需要交叉作业和站在管道顶部作业，存在高处坠落的风险。（5）其它危害。作业工具、现场环境、防护用品、个体行为对抢修过程中的安全会产生一定的影响。四、堵漏抢修方案的制定 裂缝位于2#、3#高炉中间的主供管道中部，爆开的裂缝接近整个管道周长的13,且宽度不一致。由于管道压力比较高，正压下动火补焊显然是行不通的，为此，决定采用打抱箍带压压铅堵漏的方法（见示意图1）,并制定了详细的抢修方案。、搭建工作平台。在管道裂缝处的两边各搭建一个不少于2m2平方米左右的两层工作平台和一个由工作面至地面的安全跑道。、设计制作堵漏抱箍。用125001460mm的钢板制成圆形抱箍，抱箍内圈焊接两根10的圆钢，顶端焊接两个50泄压孔并安装好阀门。、准备好足够的14和20石棉绳，并将铅锭熔化成3050mm大小的长条形。 、在不影响生产的情况下，打开尾端放散管，将管道压力调低10KPa左右。图1：抱箍带压压铅堵漏示意图五、堵漏技术应用过程方案制定后，实施是关键。实施中遇到以下几个棘手的问题，给完成任务带来一定困难。作业面狭小，周边管道密布，吊机视线不良，吊物线路不佳。现场煤气浓度高，危险性大；噪音大，信息传递不便。管道内温度一直在160上下波动，钢板导热性强，致使管壁表面温度一直较高，人的手一触摸就感觉发烫，站在管壁上皮鞋底都冒烟，增加了危险性和作业难度。管道运行多年后已成不规则圆形，抱箍打上后，管道与抱箍间隙不一致，在塞石棉绳和向内压铅过程中，局部压力常将刚塞紧的石棉绳和铅条冲出，造成多次返工作业。第一步：抱箍定位抱箍在制作间制好后，运至作业现场，工人身背20公斤重的氧气呼吸器，站在管道顶部指挥吊机作业，先将半边抱箍吊至开裂处，让裂缝处于抱箍的两个内圈中间，待另半边吊上来后，由挂在另一端的葫芦吊配合将抱箍合拢，再用螺丝紧固，使煤气顺着两个泄压阀排出，煤气由原来的多方向泄漏向顶端一个方向排出。第二步：塞石棉绳和压铅抱箍初步固定后，再从两端向内填塞石棉绳，在塞了三圈后，才将煤气基本堵实，但仍有较大的煤气在压力作用下向未实之处冲出。管道的不规则圆给压铅带来难度，只能先避开凹凸比较大的地方，找缝隙比较小的地方将铅条一块块、一段段地敲压进去，在塞入了19条共55铅后，形成合围。待全部塞严、塞实，立即用端压板压住，拧紧螺栓，以防冷铅沿管道轴向在煤气压力作用下移动,再次出现煤气泄漏。在管道轴向无煤气泄漏后，只需要关闭泄压孔上的阀门，便切断了煤气外漏。，六、安全控制措施策划1充分考虑风向与气压对实施抢修人员产生煤气中毒的影响，将人员全部安排在上风口集中休息和待命。2工作人员佩戴便携式煤气报警器进入现场作业，煤防人员用Pac III型煤气监测仪在现场即时测量煤气含量，并全过程监护。 3根据氧气呼吸器和空气呼吸器实际可使用时间以及现场劳动强度，结合工作地点噪声声级的卫生限值标准（国标GBZ12002)规定每次工作时间不得超过15分钟。4根据作业环境状况，规定每次上去作业人员为两名。5进入作业区域的作业人员、监护人员每人必须配戴防噪声耳塞。6参与抢修的所有员工的手机，打火机等火种不得带入作业现场。7现场配备两只以上MFZL8贮压式干粉灭火器以备急需。8放置警戒线并对现场进行清理，确保作业区域内40米内无明火和闲杂人员。七、检修中的其它注意事项（1）佩带氧气呼吸器作业感到呼吸有因难时，应及时按动呼吸器右侧下端的氧气调节阀，调整进气量。（2）在塞石棉绳和压铅时，应使用专用工具，避免在敲打中产生火花。（3）作业平台上不得堆放与检修所需的其它施工材料和杂物，个人工具应放在工具袋内。（4）在管顶作业时必须系好安全带，不得穿硬底和带钉易滑的工作鞋，上下管顶应使用梯子，禁止攀爬。八、结束语压铅堵漏技术作为一种处理手段，过去我们常用来堵铸铁水管的渗漏，很少应用到气漏方面，这次在有害气体且压力较高的气体管道上实施压铅堵漏还是第一次，这也是在迫不得已情况下采取的治标不治本一种应急措施。造成煤气管道泄漏，采取打抱箍压铅来堵漏，从安全的角度出发，在直径较大的煤气管网带压堵漏是一项风险较大的作业，只是由于措施得当，防范严密，才确保了作业的圆满完成。实际工作中，我们主要还应当强调设备本质安全化，使设备、设施或技术工艺，在本质上含有内在的能够从根本上防止发生事故的功能，即从设计阶段就