天然气球罐置换方案初探

②启动空压机（9），打开加气管的控制阀门（7或8），向球罐充空气，使压力先缓慢升压至规定试验压力的10％，保压5-10分钟并对所有焊缝和连接部位进行初次检查；如无泄漏可继续升压到试验压力的50％；如无异常现象，其后按规定试验压力的10％逐级升压，直至试验压力0.92MPa时（因球罐设计压力为0.8MPa，实际运行压力为0.78MPa，试验压力为设计压力的1.15借人停止加压稳压半小时，在试压前应将球罐的安全阀送国家压力容器检验部门将其开启压力调至0.92MPa（试压后将其压力调至设计压力，但不得超过设计压力的1.05倍），以确保球罐试压安全；最后将压力降至设计压力，保压足够时间进行检查，检查期间压力应保持稳定，观察球罐及基础均无异常情况，经肥皂液或其他检漏液检查无漏气、无可见变形即为合格。

③试压合格后进行置换。首先拆下空压机沙），打开加气管的阀门（7或8）和安全阀（2）进行放空，待与大气相平衡为止，关闭各放空部位的阀门。这时球罐里空气体积在计算工况（0.1MPa，20℃）下为1000m3。

④打开球罐的进（出）气管上的阀门（4），向球罐缓慢充气，流速控制在3m/s以下；当球罐充气到0.05MPa时，可适当提高充气速度，流速不超过5m/s；当充装天然气到0.1MPa后，关闭进气阀（4）停止进气，开启加气管上的控制阀（7或8）缓慢地向外放散，其速度不超过10m/s，表压为10KPa时停止放散，这时取样进行分析，确认天然气含量达到置换标准（50％以上）；再次开启球罐的进气阀（4）以不超过10m／s流速向球罐充装天然气，直至球罐运行压力0.78MPa为止，置换完毕。

在置换过程中，球罐的表压P（MPa）随进罐天然气体积V（m3）变化而变化，其变化过程视为等温过程（注：Pn为当地大气压，取值0.1MPa）。

（a）当球罐压力升至0.1MPa（表压）时，球罐里空气体积在计算工况（0.1MPa，20℃）下为1000m3，而在某一工况P下其空气体积为（1000-V）m3，其关系式为：

（b）当球罐充气至0.1MPa（表压）时，停止进气，进行放空至10KPa止，这时球罐里空气和天然气的体积在计算工况（0.1MPa，20℃）下各为550m3。再次将球罐压力升至其运行压力0.78MPa为止。其关系式为：

通过以上关系式，可以算出各个工况下球罐里的天然气、空气体积组成及其压力变化情况见表1。

综上所述，经球罐置换的几种方案比较，以天然气直接置换较为方便、经济。虽然存在不安全因素，但是可以通过控制进气速度，以及采取各种安全措施协调配合，完全可以安全地越过混合气体爆炸极限范围，对于天然气球罐置换可以广泛采用此法。

参 考 文 献

[1]卢永昌等编，城市燃气工人技术培训教材《燃气输配工》，中国建筑工业出版社，1996

[2]《压力容器安全技术监察规程》国家质量技术监督局颁布1999.6

[3]李泽震等编《压力容器安全评定》劳动人事出版社，1987

[4]《球形贮罐诊断与修复技术》劳动人事出版社，冶金工业钢铁研究总院编，1987 

作者：陈全树 王继武 刘冠军 裴云秦 

《天然气球罐置换方案初探(第2页)》