某黑色处理厂房动力气体供应系统设计体会

总结。

关键词：特种气体；易燃易爆；超纯气体；压力管道

前言

工业生产工艺中，经常会使用具有自燃性、可燃性、毒性、腐蚀性、氧化性、惰性等特殊气体。在黑色处理厂房的气体使用中使用了压缩空气、超纯氩气、超纯氮气、甲醇、丙烷、乙炔、氨气、乙烯及氢气。压缩空气作为动力源及吹扫用气。超纯氩气及超纯氮气具有良好的稳定性，在黑色处理厂房里的真空气淬炉、冷却槽、回火炉等工艺设备中作为惰性保护气。本工程中氩气、氮气的使用量大，且工艺要求纯度高，因此在管路系统设计时，应保证气体供应的稳定性和管道的洁净度。甲醇、丙烷、乙炔、氨气、乙烯及氢气在黑色处理厂房中作为各工艺设额备的反应气。丙烷、乙炔、乙烯及氢气具有易燃易爆的特性，甲醇具有易燃易爆、易挥发及易溶于水的特性，氨气具有毒性且易溶于水，因此对于这些特种气体的管路系统设计，应着重关注管路的安全性，施工要求保证管路无泄漏点。

本文介绍了某黑色处理厂房项目动力气体供应系统，总结了易燃易爆、超纯气等特种气体在设计过程中的体会。

1工程概况

本工程为黑色处理厂房，建筑单体由主厂房和东西两侧附楼组成，建筑占地面积7345m2，总建筑面积8370m2。

建筑物耐火等级为二级，生产的火灾危险性为戊类。

动力专业主要为厂房内工艺设备提供保护气及其他用气设计。

1.1气体分类及设计规范中的规定

根据《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）火灾危险性分类，甲醇、丙烷、乙炔、乙烯、氢气为甲类，氨气为乙类，低压压缩空气、氮气和氩气为丁戊类气体。

本工程中丙烷、乙炔、乙烯、氢气及氨气的供应均采用气瓶加汇流排的形式，甲醇采用日用储罐加隔膜泵供应的方式，气瓶间（汇流排间）均为厂房单层附楼防爆房间。根据《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）及各气体站设计规范，各气体气瓶间（汇流排间）与厂房建筑毗连建设时，对气瓶间（汇流排间）内实瓶个数及总容量均有限制规定。下表为常用气体气瓶规格及相关气体设计规范中关于气体气瓶间（汇流排间）可与厂房建筑毗连建设时，对气瓶间（汇流排间）内实瓶个数及总容量的规定：

1.2气源系统设计

气源配置应满足厂房需求，并符合规范要求。本工程中，甲醇间设一个甲醇桶（250kg），通过四台隔膜泵将甲醇输送至厂房4个甲醇使用点，隔膜泵与设备使用点一一对应，并在甲醇间内及使用点处均设启停控制。其系统图如下：

丙烷、乙炔、乙烯、氨气及氢气皆采用高压气瓶加汇流排的供应方式，通过减压阀减至需要的压力。对于丙烷，在配置气源时应考虑不带自动切换装置的50kg气瓶组自然气化能力。管路放散管一般接至室外排放，但氨气具有毒性，不宜直接排放至室外大气，利用氨气易溶于水的性质，将放散管管口接入水槽中。

采用高压气瓶加汇流排的供应方式的系统图如下：

本工程，压缩空气来自厂房空压站，管道设计压力为1.1MPa。压缩空气经过净化处理后，通过管道接至厂房各用气点。

对于氩气及氮气，在厂房外就近设液氩/液氮储罐，由槽车定期加注补液，经汽化器汽化后输送至气体储罐，再经过减压后通过管道输送至厂房内用氩/氮设备自带的缓冲罐。

液态储罐加汽化器供应形式的系统图如下：

1.3管材及阀门管件的选择及安装要求

甲醇、丙烷、乙炔、乙烯、氢气及氨气均为易燃易爆液体/气体，引起燃烧爆炸的主要原因一是形成与空气或氧气的爆炸混合气，原因二是有火源。为消除原因一，施工安装完成后对管路系统进行严格的无损检测、压力试验、气密性试验及泄漏性试验，以保证管路无漏点，运行前，对管路系统进行气体置换，以排除管路中空气或氧气。当管路中存在铁锈、焊渣、毛刺等杂物时，被高速气流带动会与管壁摩擦容易产生火源，因此在管材选择上应选择内壁洁净度高的材料，管件间连接时应采用不会产生焊渣及能光滑连接的焊接方式。本工程中氮气及氩气为超纯气，因此在管材及连接方式上也需提高要求。下表为本项目中管材及连接方式的设计要求：

为保证安全，管径选择时，应满足低流速，管道壁厚适当加厚。

各气体系统选择阀门管件时，选择对应气体专用的阀门管件。另外管道上不应有盲板或死端头。对于超纯氩气、氮气系统，可选择隔膜阀和波纹管截止阀。

1.4设计压力及压力试验

各气体供应系统工作压力下对应的压力等级应遵守相关规范，根据规范要求选择管道壁厚及阀门附件等，并安照要求进行压力试验。《乙炔站设计规范》（GB 50031-91）中对不同压力等级的乙炔管道的管材、管径和管壁厚度的选择，阀门、附件的公称压力，以及管道的连接等都有其特殊规定。对于不同压力等级的乙炔管道的压力试验及严密性试验，可参照《溶解乙炔设备》（JB/T8856-2001）的相关规定。《氢气站设计规范》（GB 50177-2005）中也对不同设计压力的氢气管道的试验介质和试验压力有明确规定。

管道安装完毕，无损检测合格后，应根据规范要求进行液压试验、气压试验、严密性试验或泄漏性试验。液压试验应使用洁净水，易燃易爆气体的气压试验应使用除油的净化空气或惰性气体，超纯气体的气压试验应使用净化空气或惰性气体。气压试验试验时应采取安全措施。

2施工应注意的问题

因氩气、氮气纯度较高，甲醇、丙烷、乙炔、氨气、乙烯及氢气管道技术复杂，应强调建设单位委托具有专业施工资质及业绩的单位施工，并在整个施工过程中采取洁净措施，以确保工程质量。

气体汇流排系统由厂家整套提供，出厂前应按规范要求对汇流排整套系统进行检验检查和试压，吹扫清洗及脱脂等，并给出试验报告。

3其他安全措施

甲醇、丙烷、乙炔、氨气、乙烯及氢气管道应有导除静电的接地装置。甲醇间、丙烷间、乙炔间、氨气间、乙烯间及氢气间等区域设置特种气体探测装置及事故通风。各易燃易爆气体接入主厂房处设紧急切断阀。气体探测装置与气体紧急切断阀及事故通风联锁，当探测值超过限定值时切断紧急切断阀，并开启事故通风。各易燃易爆气体/液体接至工艺设备前端安装回火防止器。

丙烷、乙炔、乙烯及氢气管道的放散管设置于室外通风良好处，放散口设回火防止器，并高出屋面2m。放散管管壁加厚，并采取避雷措施。氨气管道的放散管口置于水槽中。

各易燃易爆气体/液体管道架空敷设时，应满足规范规定的最小净距。

4结语

本项目中涉及多种易燃易爆气体/液体供应系统、超纯气体供应系统和压力管道系统，严格按照规范要求合理设置气源、优化管路系统并选用恰当的管件，与土建、暖通及电气等相关专业加强配合，对施工环境及施工过程做出严格的要求，对于施工过程中出现的问题，与现场人员积极配合，在满足用户需求的同时，确保系统的安全性及可靠性。

参考文献：

[1]GB50016-2014建筑设计防火规范[S]

[2]GB50177-2005氢气站设计规范[S]

[3]GB50031-91乙炔站设计规范[S]

[4]GB50028-2006城镇燃气设计规范[S]

推荐访问:气体 厂房 体会 黑色 动力

---