Управление Ростехнадзора по Калужской области

Повышение эффективности системы автоматизированной продувки трубопроводов котлоагрегата перед пуском


В соответствии с п. 5.9.5 Правил безопасности систем газораспределения и газопотребления (ПБ 12-529—03) газопроводы к газо-использующим установкам, котлам и печам перед их пуском должны продуваться газом до вытеснения всего находящегося в них воздуха в течение времени, определенного расчетом или экспериментально, указанного в производственной инструкции, но не менее 10 мин. При этом окончание продувки должно определяться по результатам анализа на содержание кислорода в газопроводах. При содержании кислорода более 1% по объему розжиг горелок не допускается.

Указанные требования на практике нередко выполняются не в полном объеме, что создает предпосылки для возникновения аварийных ситуаций и инцидентов на производственных объектах. Это обусловлено отсутствием расчетов необходимого времени продувки газопроводов, сложностью проведения анализов на содержание в них кислорода, негерметичностью трубопроводов или установленного на них оборудования, недостаточной квалификацией или ошибками в действиях обслуживающего персонала.

Авторы исходили из очевидного вывода, что объем газа, фактически продуваемого через трубопровод, может служить косвенной, но объективной оценкой эффективности продувки по содержанию в нем кислорода. Несложные расчеты с применением теории математического моделирования химико-технологических объектов показывают, что в идеальных условиях допустимая концентрация кислорода (менее 1%, по объему) на выходе продуваемого трубопровода достигается при четырехкратном обмене объема продуваемого участка трубопровода. Таким образом, рассчитывается необходимый расход газа на продувку трубопроводов. На рис. 1 представлена схема системы автоматизированной продувки трубопроводов котлоагрегата перед пуском. Вид конкретной системы определяется конструктивными особенностями котло-агрегата.

 

Система включает в себя вентиль подачи газа 1 в коллектор трубопровода котла; электромагнитный газозапорный клапан 2; вентиль газовой горелки 3; электромагнитный клапан 4 и счетчик газа 5, установленные на продувочном газопроводе; счетчик импульсов 6, вход которого связан с выходом счетчика газа 5, а выход соединен с одним из входов блока управления котлоагрегатом.

Диаграмма работы элементов системы представлена на рис. 2.

Система функционирует следующим образом. После проверки закрытия вентиля подачи газа 1 и вентиля газовой горелки 3 открываются электромагнитный газозапорный клапан 2 и электромагнитный клапан 4, установленный на продувочном газопроводе. После открытия вентиля подачи газа 1 газ проходит через коллектор котлоагрегата, электромагнитный газозапорный клапан 2, продуваемые участки трубопроводов, электромагнитный клапан 4, счетчик газа 5, а затем через продувочный трубопровод поступает в атмосферу.

Если в течение времени Tпрод.зад(Tпрод.зад ≥ 10 мин — заданное время продувки) через продувочный трубопровод пройдет заданный объем газа Vг.зад, определяемый значением уставки для счетчика импульсов 6 (вариант А диаграммы), процесс продувки считается успешно проведенным, так как время достижения Vг.зад меньше Tпрод.зад. Электромагнитный клапан 4, тем не менее, закрывается только после достижения Tпрод.зад (не ранее 10 мин). После этого вентиль газовой горелки 3 открывается, и блок управления начинает формировать сигналы на розжиг котла. В противном случае, если время достижения Vг.зад больше Tпрод.зад (вариант Б диаграммы), продувка считается несостоявшейся и указывающей на наличие утечек газа в системе трубопроводов, запорной арматуре или агрегатах автоматики. После устранения указанных причин процесс продувки повторяется.

Практическая реализация данного технического решения возможна на базе серийно выпускаемых технических средств автоматизации и не требует значительных финансовых затрат.

Следует добавить, что предлагаемый способ продувки трубопроводов котлоагрегата, в отличие от контроля качества продувки по газоанализатору, позволяет гарантировать и герметичность системы.