CN105864641A - 一种中高压天然气管道应急放散装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中高压天然气管道应急放散装置，主要由放散火炬系统、底座旋转机构组成。其技术方案是：放散火炬系统由天然气放散管、火炬头、电点火机构组成；天然气放散管分成上下两段，中间通过高压软管相连，以液压缸和连杆实现上下两段放散管的折叠、展开和固定；电点火机构由电点火开关、点火电缆、点火头组成；底座旋转机构由液压减速马达、旋转底座、回转支承总成、固定底座组成，实现放散管放散方向的灵活调整；整套装置固定于抢险车上。本发明移运便捷、安装高效、操作简单，可实现天然气放散方向的灵活调节，适用于中高压天然气管道维抢修作业时的紧急放散。

Description

一种中高压天然气管道应急放散装置

技术领域

本发明涉及一种针对中高压天然气管道应急抢险维修作业时的天然气紧急放散装置，属于天然气维抢修技术领域。

背景技术

天然气作为一种优质的清洁能源，近年来其消费量一直处于快速增长阶段。与之相适应地，国内天然气集输、长输、输配管道里程也快速增长。目前，我国己建成天然气长输管道8.5万km，形成了以陕京线、西气东输、川气东送、中缅管道等为主干线，以冀宁线、淮武线、兰银线、中贵线等为联络线的国家基干管网，干线管网总输气能力超过2000亿立方米/年，管道最大设计压力达12MPa，最大管径达到1219mm。

这些压力高、口径大的天然气管道一旦由于第三方破坏、滑坡、管体腐蚀等原因，将产生大量天然气泄漏。因此，一般会每隔10～25km设置一个截断阀室，并在截断阀上设置有专门的放散短接。若某一管段出现泄漏、爆炸等紧急事故时，目前的通常做法是：迅速关闭事故管段两端阀门，从阀室放散短接处接一根软管出来，再连接到一根简易放散管底端入口，开始放空后再采用火把、烟花等方式在该放散管顶部直接点火，将天然气燃烧后排放，以尽量减少天然气在事故点处的泄漏量，降低爆炸、闪火、喷射火等严重事故发生概率和后果，并避免大量甲烷泄漏带来的严重环境污染问题。这类简易放散管在其底部一般焊接有固定支架，用石块等重物压在支架上以固定放散管。

上述放散方法操作简单，但放散管较短，一般只有约4～8m，放散方向也无法灵活调节，放散口燃烧产生的强烈热辐射易对阀室、管道及周围敏感建(构)筑物产生直接危害，且放散管管径较小，放散速率小，耗时长。此外，在前期放散压力高时，放散管极易产生脱火或熄火现象，而在放散后期压力低时，又极易产生回火现象，而目前常用的这类放散管一般均没有设置防回火、防脱火和稳火等安全保障措施，也没有设置电点火机构，存在较大安全隐患。这类放散管一般需要通过吊车将其从燃气抢险车上搬上搬下，运移不便，安装拆卸耗时长，难以满足中高压、大口径天然气管道应急维抢修放空作业要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种中高压天然气管道应急放散装置。该装置可用于中高压天然气集输、长输、输配管道的放散作业，具有操作简单、运移便捷、安装拆卸方便、放散速率快等优点，并配备电点火与回火保护等安全保障功能。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种中高压天然气管道应急放散装置，主要由放散火炬系统、底座旋转机构组成。放散火炬系统由天然气放散管、火炬头、引火管、电点火机构、液压缸组成；旋转机构由固定底座、回转支承总成、旋转底座、液压减速马达组成。

天然气放散管依次由放散管进气接头、放散管球阀、压力表、放散管管段、高压软管、连杆、放散管阻火器连接而成；放散管管段通过销轴铰支于放散管铰支座上，天然气放散管分成上下两段，两段之间通过高压软管相连，以液压缸和连杆实现上下两段放散管的折叠、展开和固定；火炬头呈圆柱状，直径比放散管直径大约30～40cm，顶端开口，四周均布空气吸入孔。引火管依次由引火管球阀、引火管管段、高压软管、引火管阻火器连接而成；引火管分成上下两段管段，管段之间通过固定卡固定于相应放散管管段上，中间通过高压软管相连，引火管顶端位于火炬头上方约30～40cm，并向火炬头方向偏斜约45°；引火管燃料气来自放散天然气，由引火管球阀分出。

电点火机构由电点火开关、点火电缆、点火头组成，电子点火开关安装于驾驶室内，靠近火炬头附件的点火电缆外面包裹着陶瓷隔热电缆套管，下端连接电点火开关，上端连接点火头，点火头用于引燃引火管内的天然气，点火头位于引火管顶端约30～40cm。

放散管处液压缸通过销轴一端铰支于上段放散管处液压缸铰支座上，一端铰支于下段放散管处液压缸铰支座上，实现上下两段放散管的折叠、展开和固定；旋转底座处液压缸通过销轴一端铰支于旋转底座上，另一端铰支于下部放散管处，实现下段放散管段的展开和固定。

固定底座为一个圆形厚钢板，放置于天然气抢险车车梁的上方并开四组通孔，将四个U型卡分别穿过四组通孔，通过固定卡板与螺母将固定底座卡固于抢险车的两根车梁上，回转支承总成的内圈固定于固定底座上，固定底座钻有四个周向均布的内螺孔和八个周向均布的方位固定螺孔。

回转支承总成由外圈、内圈和交叉滚子组成，外圈开有周向均布的内螺孔，内圈开有周向均布的固定通孔，高强度螺钉穿过内圈处固定通孔拧入固定底座处内螺孔，将内圈固定在固定底座上；内外圈之间装有交叉滚子，可实现旋转底座与固定底座之间的相对转动。

旋转底座为一圆形厚钢板，旋转底座上开设有周向均布的固定通孔，高强度螺钉通过固定通孔拧入回转支承总成外圈处的内螺孔，将旋转底座固定于外圈上；旋转底座外圆周上加工有齿条。

液压减速马达由液压马达、传动轴、传动齿轮组成，固定于固定底座上；传动齿轮和旋转底座外圆周上的齿条啮合，将液压减速马达的动力传递给旋转底座，实现放散管放散方向的灵活调整。

本发明具有以下优点：

1、本装置可应用在中高压、大口径的天然气集输、长输、输配管道的维抢修作业中，根据现场实际情况灵活调整天然气放散方位、角度以及放散管高度，可有效解决不易寻找天然气放散位置的问题；

2、整套装置安装于专用的放散抢险车上，具有操作简单、运移便捷、安装拆卸方便、放散速率快等优点，可大大缩短应急抢维修放空作业的前期准备时间；

3、本装置，配备电点火、及阻火器回火保护等安全保障功能，可有效解决放散管熄火、回火等安全隐患。

附图说明

图1是本发明一种中高压天然气管道应急放散装置工作状态下的结构示意图。

图2是本发明一种中高压天然气管道应急放散装置非工作状态下的结构示意图。

图3是本发明一种中高压天然气管道应急放散装置的旋转底座俯视图。

图4是本发明一种中高压天然气管道应急放散装置的回转支承总成俯视图。

图5是本发明一种中高压天然气管道应急放散装置的固定底座的俯视图与局部剖面图。

图中，1火炬头，2放散管阻火器，3放散管管段，4液压缸，5连杆，6法兰，7液压缸铰支座，8放散管管段，9压力表，10放散管球阀，11进气接头，12点火头，13引火管阻火器，14引火管管段，15固定卡，16高压软管，17高压软管，18引火管管段，19引火管球阀，20放散管铰支座，21液压缸，22旋转底座，23回转支承总成，24固定底座，25液压减速马达，26天然气抢险车，27电点火开关，28液压泵站，29方位固定螺钉，30交叉滚子，31液压支腿，32外圈，33内圈，34传动齿轮，35方位固定通孔，36固定通孔，37内螺孔，38固定通孔，39内螺孔，40方位固定螺孔，41点火电缆，42齿条，43固定轴，44轴承，45高强度螺钉，46U型卡，47固定卡板，48车梁

具体实施方法

下面结合附图和实例对本发明作进一步的描述。

如图1～5所示，本发明主要由天然气放散管、火炬头、引火管、电点火机构、连杆结构、液压缸、液压减速马达、旋转底座、回转支承总成、固定底座等组成。

如1图所示，天然气放散管依次由放散管进气接头11、放散管球阀10、压力表9、放散管管段8、高压软管17、法兰6、放散管管段3、放散管阻火器2连接而成，天然气放散管分为上下两段，两段之间通过高压软管17、连杆5相连接，上段放散管管段3与火炬头1连接，下段放散管管段8通过销轴铰支于放散管铰支座20上；放散管高压软管17上下两端通过法兰6与上下两段放散管连接，使天然气能输送至火炬头1进行放散；上下两段放散管之间通过连杆结构5和液压缸4固定支撑；连杆结构由两侧对称布置的两根连杆组成，通过连杆两端的连杆固定轴43分别连接在上段放散管管段3和下段放散管管段8上，连杆两端有连杆轴承44，可以绕连杆固定轴43轴心转动，使得天然气放散管可以在液压缸4的驱动下进行放散管角度调整；放散管处液压缸4通过销轴一端铰支于上段放散管管段3上，一端铰支于下段放散管管段8上，实现上下两段放散管的折叠、展开和固定；旋转底座处液压缸21通过销轴一端铰支于旋转底座上，一端铰支于下段放散管管段8上，实现下段放散管管段的展开和固定。火炬头1呈圆柱形，其顶端开口，四周均布空气吸入孔。

引火管依次由引火管球阀19、引火管管段18、高压软管16、引火管管段14、引火管阻火器13连接而成；引火管管段14和18分别通过固定卡15固定于相应放散管管段上，中间通过高压软管1相连，引火管顶端位于火炬头1上方约30～40cm，并向火炬头方向偏斜约45°；引火管燃料气来自放散天然气，由引火管球阀19分出。

电点火机构由电点火开关27、点火电缆41、点火头12组成，点火头12位于引火管顶端30～40cm。电点火开关27位于驾驶室内通过点火电缆41控制点火头12，靠近火炬头1附近的点火电缆18包裹于陶瓷隔热电缆套管中。

底座旋转机构由固定底座24、回转支承总成23、旋转底座22、液压减速马达25组成；固定底座24为一个圆形厚钢板，放置于抢险车车梁48上方，开有四组通孔，分别通过U型卡46和固定卡板47卡固于车梁4上；固定底座24钻有四个周向均布的内螺孔39和八个周向均布的方位固定螺孔40。

回转支承总成23由外圈32、内圈33和交叉滚子30组成，外圈32开有周向均布的内螺孔37，内圈33开有周向均布的固定通孔38；高强度螺钉45穿过固定通孔38拧入固定底座24处内螺孔39，将内圈33固定在固定底座24上；内外圈之间装有交叉滚子30，可实现旋转底座22与固定底座24之间的相对转动。

旋转底座22为一圆形厚钢板，旋转底座上开设有周向均布的固定通孔36，高强度螺钉45通过固定通孔36拧入回转支承总成外圈32处的内螺孔37，将旋转底座22固定于外圈32上；旋转底座外圆周上加工有齿条42。

液压减速马达25由液压马达、传动轴、传动齿轮34组成，固定于固定底座24上；传动齿轮34和齿条42啮合，将液压减速马达25的动力传递给旋转底座22，实现放散管放散方向的灵活调整。

具体实施例：

如图1所示，安装与放散过程：根据现场抢险环境，将抢险车26停靠至截断阀室附近最佳的天然气放散位置；启动液压泵站28，利用液压支腿31将抢险车支撑起来；启动旋转底座处液压缸21和放散管管段处液压缸4，使天然气放散管由折叠状态展开到合适放散角度；启动液压减速马达25，通过传动齿轮34带动旋转底座22转动，调整放散管至最佳放散方向；将两个方位固定螺钉29分别穿过方位固定通孔35拧入固定底座24处的方位固定螺孔40中拧紧，锁定放散管的放散方向；将从阀室放散短接引出的高压软管插入放散管进气接头11的快拔接头；打开引火管球阀19，将引火管燃料气输送至引火管顶端，利用电点头12将进入引火管燃料气点燃；缓慢打开放散管球阀10，同时观察压力表9的读数变化和放散火焰状况，将放散天然气压力调节至合适压力，确保放散火焰始终处于稳定燃烧状态；如果放散过程中放散火焰熄灭，调节开放散管球阀10开度，并启动电点火开关27进行再次点火；当放散结束后，依次关闭天然气管道放散短接上的阀门、放散管球阀10、引火管球阀19，拆除从天然气管道放散短接上接出的高压软管。

如图2所示，拆卸折叠过程：关闭放散管球阀10和引火管球阀19；将天然气放散管调整至与车身平行的方位，用两个方位固定螺钉29分别穿过方位固定通孔35拧入方位固定螺孔40，将放散管的方位锁紧固定；将底座处液压缸21和放散管处液压缸4收回，使放散管管段3和8折叠放置于抢险车中；关闭液压泵站28和液压减速马达25；收回液压支腿31。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，对于所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术方案范围内，在上述揭示的技术内容的基础上做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均处于本发明创造权利要求的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种中高压天然气管道应急放散装置，其结构主要包括放散火炬系统、底座旋转机构；其技术特征是：放散火炬系统由天然气放散管、火炬头、引火管、电点火机构等组成；天然气放散管依次由放散管进气接头(11)、放散管球阀(10)、压力表(9)、放散管管段(8)、高压软管(17)、连杆(5)、放散管管段(3)、放散管阻火器(2)连接而成；放散管管段(8)通过销轴铰支于放散管铰支座(20)上，放散管管段(8)和(3)通过高压软管(17)相连；火炬头(1)呈圆柱状，直径比放散管直径大约30～40cm，顶端开口，四周均布空气吸入孔；引火管依次由引火管球阀(19)、引火管管段(18)、高压软管(16)、引火管管段(14)、引火管阻火器(13)连接而成；引火管管段(14)和(18)分别通过固定卡(15)固定于相应放散管管段上，中间通过高压软管(16)相连，引火管顶端位于火炬头(1)上方约30～40cm，并向火炬头方向偏斜约45°；引火管燃料气来自放散天然气，由引火管球阀(19)分出；电点火机构依次由电点火开关(27)、点火电缆(41)、点火头(12)组成，靠近火炬头(1)附近的点火电缆(41)外面包裹陶瓷隔热套管，点火头(12)距引火管顶端约20～30cm。

2.根据权利要求1所述的一种中高压天然气管道应急放散装置，其特征是：底座旋转机构由固定底座(24)、回转支承总成(23)、旋转底座(22)、液压减速马达(25)组成；固定底座(24)为一个圆形厚钢板，放置于天然气抢险车车梁(48)上方，通过四组U型卡(46)和固定卡板(47)卡固于车梁(48)上；固定底座(24)上钻有四个周向均布的内螺孔(39)，和八个周向均布的方位固定螺孔(40)；回转支承总成(23)由外圈(32)、内圈(33)和交叉滚子(30)组成，外圈(32)开有周向均布的内螺孔(37)，内圈(33)开有周向均布的固定通孔(38)；高强度螺钉(45)穿过固定通孔(38)拧入固定底座(24)处的内螺孔(39)，将内圈(33)固定在固定底座(24)上；内外圈之间装有交叉滚子(30)，可实现旋转底座(22)与固定底座(24)之间的相对转动；旋转底座(22)为一圆形厚钢板，旋转底座上开设有周向均布的固定通孔(36)；高强度螺钉(45)通过固定通孔(36)拧入外圈(32)处的内螺孔(37)，将旋转底座(22)固定于外圈(32)上；旋转底座外圆周上加工有齿条(42)；液压减速马达(25)由液压马达、传动轴、传动齿轮(34)组成，固定于固定底座(24)上；传动齿轮(34)和齿条(42)啮合，将液压减速马达(25)的动力传递给旋转底座(22)，实现放散管放散方向的灵活调整。

3.根据权利要求1所述的一种中高压天然气管道应急放散装置，其特征是：连杆(5)两端分别通过连杆轴承(44)套接在固定轴(43)上，固定轴(43)焊接在放散管外壁上；液压缸(4)两端通过销轴分别铰支在放散管管段(3)和(8)上；通过液压缸(4)和连杆(5)实现上下两段放散管的折叠、展开和固定；液压缸(21)两端通过销轴分别铰支在放散管管段(8)和旋转底座(22)上，实现放散管管段(8)的展开和固定。