??? 這種防超壓調壓器,最早在日本東京瓦斯應用,收到了預期效果。
??? 其實,這種超壓切斷的機理早就有應用。我曾看到過費舍爾調壓器的一種組合用法,把兩個帶有外接取壓管(一般把取壓管接到本調壓器的出口)的調壓器串聯,即一個調壓器的出口接到另一個調壓器的入口,而把兩個調壓器的取壓管都接到后面一個調壓器的出口,構成一個復合式調壓器,前面調壓器的設定壓力高于后面調壓器設定壓力一個固定值。在兩個調壓器都正常的工作狀態(tài)下,前面調壓器由于設定壓力高而總是處于開啟狀態(tài),調壓作用由后面調壓器承擔。當后面調壓器出現故障,不能正常關閉時,出口管道壓力的升高,會使得前面調壓器進入工作狀態(tài),承擔關閉的作用,防止超壓發(fā)生。不過,我看到的這種應用是在中壓供氣的情況下的,據說美國的安全規(guī)程要求向廠房供應中壓燃氣,必須采用這種組合式調壓方式,以防超壓供氣。顯然,前面介紹的日本的防超壓調壓器或許可以看成這種組合式調壓器的改進或簡化。
??? 這種防超壓調壓器還有一個特點,無需放散閥,因此室內安裝使用比較方便。
??? 那么,是不是這種切斷方式就一定比我們常用的人工復位方式更好,并能取而代之呢?不一定!據了解在日本這兩種方式同時在應用。那么應該如何考慮這兩種方式對應用環(huán)境的適用性呢?我從以下幾個方面,對這兩種方式的不同特點作一分析和探討:
??? 1.設計的出發(fā)點不同。手動復位切斷的設計理念是,引起超壓的原因是無法確定的,只要發(fā)生切斷,必須有人來作出判斷并排除故障以后,才能恢復使用;而上面介紹的自恢復切斷方式,其設計理念是建立在多年經驗基礎上,認為引起超壓的原因,在一定條件下是可以確定的,因而作出了有針對性的設計;
??? 2.客戶關系的不同,選擇不同。燃氣供應商與客戶的關系,也會影響切斷方式的選擇,比方說,調壓站是由客戶自行管理的,供氣商會要求使用人工恢復的切斷裝置,以防不確定性危及安全。而如果調壓站是由供氣商管理的,并且管理人員技術素質較高,輔助管理手段較強,那么就會選擇自恢復式,以提高管理效率;
??? 3.應用環(huán)境不同,選擇不同。調壓站周邊的環(huán)境差,不確定因素多,人工恢復方式宜被選擇;反過來,周邊環(huán)境沒有或很少有意外發(fā)生的可能,更容易選擇自動恢復式;
??? 4.負荷特性不同,選擇不同。連續(xù)用氣,流量波動小的負荷,自動恢復方式的保護效果不突出,更容易選擇人工恢復式;
??? 5.停氣影響不同,選擇不同。停氣的影響很大或損失很大,而又有其他輔助手段抑制超壓的發(fā)生,那么選擇自動恢復更有利。
??? 6.特別需要,也可以考慮雙重選擇,就是兩種同時使用,在防超壓調壓器的前面加裝人工復位式的切斷裝置,將人工復位切斷裝置的切斷壓力設定為高于自動切斷壓力一定值,那么絕大多數的超壓是由自動復位方式保護的,不會停氣,極特殊的情況下才會發(fā)生切斷停氣。
??? 從以上介紹和分析我認為,這種超壓切斷技術不僅適合日本,我們的燃氣系統(tǒng)也適用。
??? 二、燃氣管道泄漏的偵測方法
??? 地下燃氣管道的大量泄漏,很容易偵測,因為管道泄漏點周圍有明顯的物理特征,如空氣中有一定量的燃氣成分,或有明顯的氣味和響聲等,使用一般的檢測儀器,甚至靠感官就可以發(fā)現泄漏位置。然而少量甚至微量的地下燃氣管道泄漏,則還很難偵測。日本伊藤工機和矢崎兩家公司合作研發(fā)了一種方法和相關的設備,比較好地解決了小流量泄露的偵測問題。
??? 這種方法基于以下原理:
??? 1、假如我們知道某一供氣區(qū)域上的用戶都停止了用氣,而我們又偵測出給該區(qū)域的供氣管道上的燃氣流量不為零,那我們就可以斷定燃氣管道產生了泄露;
??? 2、一個特定區(qū)域上的燃氣用量是隨機變化的,一天當中有高峰時段,有低峰時段,還有的時段流量可能為零(比如深夜)。供氣區(qū)域越大(戶數越多),一天當中出現零流量時段的機會越小,反之越大。但在一段較長的時間(例如一個月),如果一個供氣區(qū)域管道沒有泄露,則出現零流量的機會是很大的;
??? 3、假如我們能夠知道,一個供氣區(qū)域,在一個周期內(如一個月),出現供氣流量為零的次數,那么我們就可以在不停止供氣的條件下,對地下管網泄漏情況作出判斷:當流量為零的次數不為零,則可以斷定該管網當前沒有泄漏,反之有泄漏的可能。
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??? 以上原理給我們一個啟示,只要能夠給出一個可以接受的周期,允許在這個周期內來判斷某個供氣區(qū)域的管網是否有泄漏(而不是馬上),那么,就可能通過偵測供氣管道零流量的方法,來判斷地下管道的泄漏情況。
??? 運用這個原理,日本已經實現了管道泄漏的自動監(jiān)測,伊藤工機制造出了專用設備,它的工作原理介紹如下:
??? 這個裝置與區(qū)域燃氣調壓箱裝在一起,如圖(7)所示,在調壓箱的主調壓器管路上并聯一個輔助管道,輔助管道上裝有一個很小的子調壓器,和一個具有自動記錄功能的泄漏檢測裝置,泄漏監(jiān)測裝置的核心部件是一個流量計,監(jiān)測流經子調壓器的燃氣流量。子調壓器的額定流量與主調壓器相比非常小,但子調壓器的設定壓力要高于主調壓器一定值。在主調壓器正常供氣流量下,子調壓器對主管路的供氣壓力和流量的影響完全可以忽略;但是當供氣流量很小,以致主調壓器接近關閉時(總流量小到進入了子調壓器的額定流量范圍),子調壓器的輸出壓力高,會迫使主調壓器關閉;這時管網的全部供氣實際上已經由子調壓器來承擔,也就是監(jiān)測裝置的流量計檢測到的流量是全部的供氣流量。因此,監(jiān)測裝置偵測和記錄輔助管道上的零流量,就是管網的零流量。這種方法,能夠準確可靠地捕捉到供氣的零流量狀態(tài)。?
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??? 這里的子調壓器和監(jiān)測裝置都是專門設計制造的,泄漏監(jiān)測裝置內由四部分組成,主要部分是監(jiān)測傳感器,包括一個流量計,和一個壓差傳感器;其次是一個智能裝置,就是一個微電腦;第三是一個電磁閥;再就是顯示和報警部分。流量計是關鍵部件,監(jiān)測流過子調壓器的流量;壓差傳感器用于監(jiān)測主調壓器與子調壓器輸出壓力之差,是判斷泄漏的輔助部件;微電腦用于記錄數據并作出判斷,輸出監(jiān)測信息;電磁閥有微電腦控制,可切斷子調壓器的通路,進行功能試驗,或在不需要的時段關閉監(jiān)測氣路,延長監(jiān)測裝置的使用壽命和可靠性。使用過程大概是這樣,裝置被設置并啟動以后,每隔一定周期(一般是一個月),技術人員到現場(當然也可以借助通訊網絡)讀出顯示和報警情況,判斷管道是否有泄漏,然后進行復位操作,進入下一個監(jiān)測周期。
??? 當然這只是基本原理,為了提高設備的可靠性,和監(jiān)測的準確性,它還有一些附加功能、具體特點和使用細節(jié),這里不再介紹,有興趣可以去找廠家的資料。
??? 與傳統(tǒng)的地下管道檢漏方法相比,這種方法的工作效率和準確性大為提高。目前我們采用的方法是,按一定周期,通過人工或檢漏機械,在埋設地下管道的地面上方(或打探孔),監(jiān)測空氣中的燃氣含量,來判定管道是否泄漏,問題是檢查之前檢查人員并不知道所檢查區(qū)域地下管道是否有泄漏,檢查帶有很大的盲目性。如果采用上面所介紹的方法,則是首先定期對各個供氣區(qū)域進行漏氣的判斷(通過設在調壓箱的設備),然后只對已經發(fā)現或懷疑漏氣的區(qū)域進行地面撿漏(用傳統(tǒng)方法),直至找到泄漏點的位置為止。值得重視的是,它明顯的改進在于,查找地下管道泄漏位置之前,檢查人員是知道該區(qū)域地下管道有漏點地,是有的放矢。顯然,這樣可以減少大量的無效勞動,能夠準確及時地發(fā)現管道泄漏,集中人力加快尋找特定區(qū)域內的漏點,既能節(jié)省管理成本,又能提高管網的安全管理水平。
??? 其實在這個原理之下,可以有多種方法實現管道泄漏的偵測。作為例子,在這里我們設計一個簡單的,靠人工而不是用專門設備的偵測方法:在一個供氣區(qū)域的調壓站上,在每天的用氣最低峰(如凌晨3:00前后),把總閥門關閉一段時間(如1小時),然后通過壓力表觀察和記錄這段時間管網壓力的下降值。經過一段時間后(如一個月),我們對這些觀察記錄的結果進行分析,就可以對該區(qū)域的管道是否有泄漏做出判斷。當然,這個例子只是進一步闡明原理,不是提倡“土法”。
??? 三、結束語
??? 九十年代開始,在我國涌現的管道液化氣發(fā)展大潮,洶涌澎湃的過去了。這個發(fā)展過程,恰逢我國改革開放,給我們帶來了大量發(fā)達國家的新技術新設備和安全服務的新方法,讓我們與發(fā)達國家的距離拉近了;也給我們帶來了先進的制造技術,我們的燃氣設備的制造能力提高了;讓我們完成了從無到有,由少到多的初步技術積累;在給人們生活帶來方便的同時,大大促進了燃氣事業(yè)的發(fā)展,讓我們燃氣行業(yè)的技術、能力和規(guī)模都有了很大的提高。
??? 但當我們靜下心來,回顧這段發(fā)展經歷,在自豪和滿足之余,恐怕都會不無遺憾的看到一些問題。我們自認為復制了的發(fā)達國家的技術,復制了的發(fā)達國家的方法,和發(fā)達國家的制造,但為什么達不到或者不能完全達到發(fā)達國家的效果?漏失率(或供銷差率)為什么難以下來?勞動效率為什么難以上去?安全事故為什么還在頻發(fā)?為什么我們的燃氣汽車老出故障?為什么…?
??? 難道,我們在向發(fā)達國家學習的過程中,從引進技術設備中,忽略了什么?
??? 我想我們可能忽略了許多細節(jié)。本文所介紹的兩項燃氣安全技術或許是被我們同行忽略了的細節(jié)?前面介紹的兩項技術所要解決的問題,在我們的工作中都存在著,我們也有應對的方法,但也許沒有日本同行們做得那么“細”。本文試圖在“細”上下點功夫,努力對這兩項技術做了剖析,挖掘其中的細節(jié),希望同行們能夠有所收獲,能夠有所借鑒。但由于筆者眼界、經驗和習慣所限,難免存在缺陷和不足,難免還是不自覺的陷入了“粗”的習慣當中。
??? 燃氣事業(yè)今后新的發(fā)展階段,我們是不是應該把我們認為已經從發(fā)達國家學會了的東西,回過頭來梳理一遍,再學習一遍,從中找一找細節(jié),在鞏固和提高中或許還能激發(fā)我們的創(chuàng)新靈感和創(chuàng)新熱情!我想,這大概是我們今后要走的路。
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