煤氣排水器產(chǎn)品概述

一、前言

在冶金及某些化工行業(yè)，燃?xì)庠O(shè)施運行狀況直接影響到整個企業(yè)的生產(chǎn)安全。隨著一些成熟技術(shù)的應(yīng)用，如不銹鋼波紋補償器、盲板閥組、惰性氣體吹掃置換燃?xì)鉂舛葯z測等，使燃?xì)夤艿赖倪\行安全有了很大的改觀。但是，目前燃?xì)馀潘魉嬖诘某瑝盒孤﹩栴}，還制約著燃?xì)夤艿肋\行安全,由于煤氣排水器的擊穿泄漏而引起的惡性事故時有發(fā)生，已有的多種防泄漏煤氣排水器應(yīng)用效果都不理想。近幾年，泰鋼在燃?xì)庠O(shè)施中,特別是在燃?xì)夤艿乐?應(yīng)用本質(zhì)防泄漏煤氣排水器，徹底解決了這-安全隱患。

二、普通煤氣排水器的原理與隱患

普通煤氣排水器的結(jié)構(gòu)原理示意圖見圖1。冷凝水進口與煤氣管道相連，管道煤氣中的冷凝水通過煤氣排水器的冷凝水管進入煤氣排水器的落水室,然后通過上部溢流口流到下一個室，此溢流口也是下一個水封室的室內(nèi)水封管的人口。煤氣排水器內(nèi)落水室及以后的增壓室和排水室液面近似一個水平面，普通煤氣排水器通過落水管和以后各室內(nèi)的水封管的有效水封高度之和封閉煤氣，當(dāng)煤氣壓力小于水封高度水壓之和時,煤氣排水器封閉煤氣。為了防止冬季排水器內(nèi)的水東結(jié),普通煤氣排水器在排水室內(nèi)安裝DN15一DN20的蒸汽伴熱保溫管。普通煤氣排水器通過各室水封管高度之和封閉煤氣,沒有其他的防范措施.所以當(dāng)煤氣壓力超過水封管高度之和對應(yīng)的壓力時，普通煤氣排水器就會擊穿，導(dǎo)致煤氣泄漏帶來安全隱患,有時會產(chǎn)生惡劣的嚴(yán)重后果。保溫蒸汽管道直接安裝在排水室內(nèi),也存在不安全因素,所以規(guī)范規(guī)定，在不伴熱時要斷開此連接管。

根據(jù)煤氣排水器擊穿泄漏時的狀況，把煤氣排水器的泄漏分為小泄漏和大泄漏:普通煤氣排水器的小泄漏是指煤氣排水器擊穿時，有少量煤氣泄漏，煤氣排水器內(nèi)的水位基本沒有變化，等煤氣恢復(fù)正常壓力后，煤氣排水器內(nèi)的水封高度和原高度相當(dāng);大泄漏是指煤氣排水器擊穿時，有大量煤氣泄漏,泄漏的煤氣將煤氣排水器內(nèi)的水帶出，導(dǎo)致煤氣排水器內(nèi)的水封高度逐漸小于水封額定高度。根據(jù)《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》(CB 6222 -2005), 正常環(huán)境中CO的濃度應(yīng)<30x 10。普通煤氣排水器泄漏時,不論大泄漏還是大小泄漏，排水器周園環(huán)境中CO的濃度都會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過30 x 10*，所以都存在較大的安全隱患。煤氣排水器小泄漏時，當(dāng)煤氣設(shè)施內(nèi)煤氣壓力恢復(fù)正常后,煤氣便不再泄漏。煤氣排水器大泄漏時，當(dāng)煤氣設(shè)施內(nèi)煤氣壓力恢復(fù)正常后,煤氣- -般還會繼續(xù)泄漏。

三、煤氣排水器防泄漏技術(shù)分析

3.1帶“封氣筒”的煤氣排水器

最初防止煤氣排水器泄漏的技術(shù)方案是在排水器排水口上加1個“封氣筒" ,其結(jié)構(gòu)原理見圖2。其中圖2a是排水狀態(tài)示意圖,圖2b是想象中的封氣狀態(tài)示意圖。由外膽和內(nèi)部浮筒機構(gòu)組成,外膽由隔板分成上下兩個相通的腔，內(nèi)部浮簡中心是一一個 上下通孔，在頂部的側(cè)壁上開設(shè)圓形水通道。

其實，要實現(xiàn)圖b所示的封氣狀態(tài)的可能性很小。在煤氣排水器小泄漏時，“封氣筒"內(nèi)的水位不變，內(nèi)浮簡位置不變,泄漏的煤氣會通過內(nèi)浮簡中心孔排出封氣簡。當(dāng)煤氣泄漏量足夠大時，泄漏的煤氣將煤氣排水器內(nèi)及煤氣水封筒內(nèi)的水全部帶出后,內(nèi)浮簡才有可能下落。但是，較高壓力較高流速的煤氣對內(nèi)浮簡的作用使它很難有機會落下。假設(shè)內(nèi)浮簡有機會落下，高壓煤氣還會沿內(nèi)浮筒與“封氣簡”外壁之間的縫隙向外泄漏,迅速打破這種封氣狀態(tài)。有時,受冷凝水中雜質(zhì)的影響，內(nèi)浮筒受高壓氣體彈起而不能落下，此狀態(tài)會影響煤氣排水器內(nèi)冷凝水的順利排出，需要管理人員手握提示球活動內(nèi)浮簡將其復(fù)位。如果管理人員不能及時發(fā)現(xiàn)事故狀態(tài),就會造成煤氣設(shè)施內(nèi)的集水隱患。

煤氣排水器的本質(zhì)功能是排水，防泄漏是其性能,不應(yīng)為了提高其性能而影響其功能。帶“封氣簡"防泄誦煤氣排水器防泄漏的性能不理想，經(jīng)過-段時間試用后，已被業(yè)內(nèi)所淘汰。

3.2帶“杠桿封氣筒”的煤氣排水器

通過“封氣簡”試驗和啟發(fā)，有單位制作出了帶“杠桿封氣簡"的煤氣排水器,將“杠桿封氣簡”安裝在普通煤氣排水器出口做成。圖3是“杠桿封氣簡"的結(jié)構(gòu)原理示意圖，由外膽和內(nèi)部浮簡機構(gòu)組成，圖3a是排水狀態(tài),圖3b是想象中的封氣狀態(tài)。

當(dāng)煤氣排水器大泄漏時，煤氣排水器內(nèi)及煤氣水封筒內(nèi)的水被帶出，“杠桿封氣筒”內(nèi)的浮筒下落，密封板向上旋轉(zhuǎn)將排水管口封堵?！案軛U封氣筒”利用浮筒的重力通過杠桿及封閉板產(chǎn)生反作用于煤氣壓力的力來封閉煤氣，所以“杠桿封氣筒”所封閉的煤氣壓力是一定的，當(dāng)煤氣壓力超過這個壓力時，“杠桿封氣筒”就失去了作用。受結(jié)構(gòu)的限制,有些設(shè)備中杠桿封氣簡自身所能封閉的壓力有時還小于水封管所對應(yīng)水柱的壓力。另外，內(nèi)浮簡機構(gòu)的作用力與煤氣作用力方向相反，密封效果較差。還有，“杠桿封氣簡”對排水器的小泄漏沒有封閉效果。有制造單位在結(jié)構(gòu)尺寸、安裝形式上對“杠桿封氣簡"做了一些改動，如:將“杠桿封氣簡”安裝在水封室內(nèi)、將水封管的排水口改成向上將浮簡和杠桿簡化成浮球等,但原理與“杠桿封氣簡”一致。

3.3帶“彈性膜片”的煤氣排水器

帶“彈性膜片”的煤氣排水器是在排水器排水口上加一個“彈性膜片閥門”,結(jié)構(gòu)原理見圖4,其中圖a是排水狀態(tài),圖b是想象中的封氣狀態(tài)。

閥板上的閥樣與橡膠師性膜片相連,彈性膜片通過導(dǎo)管與管道煤氣相通。煤氣壓力高時,彈性膜片向下移動，閥板美閉閥心,封堵煤氣。此種煤氣排水器存在如下缺陷，在煤氣壓力高時,排水閥閥心被關(guān)閉，冷凝水智時排不出來;落水管內(nèi)積存冷凝水后，冷凝水所產(chǎn)生的壓力會導(dǎo)致煤氣壓力恢復(fù)正常后彈性膜片，上郁也維持高壓，排水閥的閥心仍然關(guān)閉,冷凝水仍然排不出來，這樣會造成煤氣管道積水，在關(guān)鍵時候煤氣排水器失去了其排水功能。橡膠彈性膜片容易失效,維修維護工作量大。

3.4帶“電動閥"的煤氣排水器

帶“電動閥”的煤氣排水器是將普通煤氣排水器的人口手動閥門改為電動閥門，在煤氣排水器落水室或增壓室項部增加煤氣檢測儀表。

帶"電動閥”防泄漏煤氣排水器，一種是通過檢測泄漏煤氣信號來美團人口閥門。當(dāng)煤氣檢測儀表檢測到檢測室內(nèi)有煤氣時，通過信號變送器發(fā)出信號關(guān)閉進口閥門。此時閥門美閉,煤氣排水器也失去了其排水功能，同樣會形成煤氣設(shè)施內(nèi)的集水隱患。另外，在檢洲室內(nèi)煤氣積聚后,煤氣不能徹底放散，在煤氣壓力恢復(fù)正常后，閥門關(guān)閉的信號也不能解除，阿廣還是處于美團狀態(tài),煤氣排水器的排水功他不他恢復(fù)。還有,通過儀表控制來防止煤氣批溫。vq945系統(tǒng)較復(fù)雜;設(shè)施在長時間內(nèi)不能頻繁動作,所以在關(guān)鍵時候很難保證動作靈敏可靠;儀表也需要經(jīng)常校驗,給維護管理帶來不便。

另一種帶“電動閥”防泄漏煤氣排水器是通過檢測煤氣管道內(nèi)煤氣壓力信號來關(guān)閉人口閥門。同樣存在信號不準(zhǔn)確，動作不靈敏,關(guān)開不準(zhǔn)確、不及時的缺點。同樣存在管理麻煩的缺點。所以,帶“電動閥”防泄漏煤氣排水器在生產(chǎn)中也未能推廣應(yīng)用。以上幾種煤氣排水器多采用伴熱帶纏繞伴熱保溫方案，也有采用蒸汽管道外伴熱的。伴熱帶纏繞在設(shè)備外表面,伴熱帶功率般取2-4kW。為際止熱量損失,在伴熱帶外面要采用絕熱材料進行保溫。由于伴熱帶運行時一般不進行功率調(diào)節(jié),在環(huán)境溫度較高時,伴熱帶的絕緣層老化速度會加快,伴熱帶老化后容易引起著火事故。

四：本質(zhì)防泄漏煤氣排水器

泰鋼自2008年應(yīng)用最新專利產(chǎn)品超壓自閉木質(zhì)防泄漏煤氣排水器。該產(chǎn)品含有多項專利技術(shù)020202152020208.:200920019152.0;200820172151.5),在提高煤氣冷凝水排水器設(shè)備的安全性能方面是一次質(zhì)的提升。立式本質(zhì)防泄漏煤氣排水器結(jié)構(gòu)原理如圖5所示。

專利產(chǎn)品排水止氣閥(200920021655.1),為本質(zhì)防泄漏煤氣排水器的研制打下了基礎(chǔ)。排水止氣閥由閥體和內(nèi)部帶調(diào)壓功能的浮子機構(gòu)組成,為便于檢修，排水止氣閥安裝在立式煤氣排水器排水室的水封管上。水封管一-般安裝在桶體外,水封管下端與排水室下部相連，排水止氣閥通過三通管安裝在水封管的側(cè)面，與此水封管并聯(lián)。

當(dāng)煤氣壓力正常時，煤氣排水器的水封管及排水止氣閥內(nèi)充滿水，排水止氣閥的閥板及浮子機構(gòu)處在閥心上部-定高度,排水止氣閥的閥心敞開,煤氣冷凝水通過煤氣排水器的水封管排出。此時,本質(zhì)防泄漏煤氣排水器的排水狀態(tài)與普通煤氣排水器相同。

當(dāng)煤氣壓力高于排水室前所有水封管的壓力時,煤氣進人排水室所對應(yīng)的水封管。隨著煤氣壓力的繼續(xù)升高,煤氣帶動冷凝水向下移動,排水止氣閥內(nèi)浮子機構(gòu)會隨液位向下移動，浮子機構(gòu)的大閥板會先將排水止氣閥的大閥心覆蓋。隨著煤氣壓力進步升高，浮子機構(gòu)繼續(xù)向下移動，其調(diào)壓機構(gòu)將閥板上的調(diào)壓孔覆蓋，此時冷凝水和煤氣停止向下運動，煤氣被封閉。由于安裝排水止氣閥的水封管道是煤氣冷凝水和煤氣排出的必經(jīng)之路，所以此時煤氣排水器處于封閉狀態(tài)。煤氣產(chǎn)生的冷凝水會儲存在排水止氣閥內(nèi)，隨著水位的升高,排水止氣閥內(nèi)浮子受到向上的作用力。水位升高到-定高度,在浮力的作用下,浮子機構(gòu)將大閥板中心的調(diào)壓孔打開,煤氣及冷凝水的壓力迅速傳遞到大閥板的下面，消除了大閥板由于壓差所產(chǎn)生的作用力，浮子機構(gòu)和大閥板會迅速漂起,冷凝水排出。隨著液位下降，排水止氣閥重新關(guān)閉。即當(dāng)煤氣壓力高于煤氣排水器水封高度的壓力時，排水止氣閥通過浮子機構(gòu)的機械動作，實現(xiàn)間歇排水，封閉煤氣。浮子調(diào)壓機構(gòu)的巧妙應(yīng)用，大大減小了抬起排水止氣閥內(nèi)大閥板的力,保證冷凝水排出煤氣排水器時，閥板能迅速可靠地抬起，在保證煤氣排水器排水功能的前提下提高了其防泄漏的性能。

排水止氣閥關(guān)閉時，煤氣、冷凝水對閥板的推力與閥板關(guān)閉方向相同，故煤氣壓力與閥板關(guān)閉形成自鎖,煤氣壓力越高，閥板關(guān)閉會越嚴(yán)密，煤氣排水器封閉煤氣也越嚴(yán)密。排水止氣閥與煤氣排水器的有機結(jié)合，使煤氣排水器在保證大排水量的前提下，有效地防止了煤氣泄漏，提高了煤氣排水器的安全性能，實用性更強。同時,此技術(shù)對已有煤氣排水器的改進也是很好的方案。

本質(zhì)防泄漏煤氣排水器具有如下特點:在不灌滿水的狀態(tài)下也能封閉煤氣，灌水的目的是在正常煤氣壓力狀態(tài)下讓浮子機構(gòu)及大閥板處于閥心上部,并遠(yuǎn)離閥心，保證閥心的暢通,保證煤氣排水器大的排水量。

在保溫措施上,本質(zhì)防泄漏煤排水器主要采用中間室隔高泰汽伴熱和中間室隔離電棒加熱方式。這兩種伴熱保溫方式安全、實用、結(jié)構(gòu)簡單,經(jīng)近4a的應(yīng)用驗證,在冬季采用此兩種伴熱保溫方式,在華東地區(qū),本質(zhì)防泄漏煤氣排水器可不用外加其他保溫絕熱措施,節(jié)約了成本,也節(jié)約了維護費用。相同體積的煤氣排水器采用電棒加熱方式時，配電功率約為伴熱帶功率的50%,節(jié)能效果顯著;同時,中間室隔離電棒加熱方式杜絕了伴熱帶的絕緣層老化、著火問題。

通過進一步探索,本質(zhì)防泄漏煤氣排水器又增加了內(nèi)防腐層,延長了設(shè)備的運行壽命;同時應(yīng)用氣堵緩釋技術(shù),使本質(zhì)防泄漏煤氣排水器的運行達到4v89了無人值守的狀態(tài)，對煤氣設(shè)施的安全排水運行提

供了保障。