CZ282680B6 - Způsob zaslepování plynových potrubních řadů a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Zaslepování plynových potrubních řadů se provádí pomocí zaslepovací příruby a inertního plynu, například dusíku, přičemž se nejprve řízeným tlakovým vháněním inertního plynu do vnitřního prostoru zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu v něm dopravované plynné médium proti směru jeho proudění přetlakem inertního plynu vytěsňuje až za zaslepovací přírubu, načež se po úplném vyplnění tohoto zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu inertním plynem zaslepovací příruba rozevře a vsunutím záslepky zaslepí. Nejmenší vzdálenost vytěsnění plynového média za zaslepovací přírubu je dána množstvím inertního plynu, které následně zpětně unikne štěrbinou zaslepovací příruby za celou dobu jejího rozevření při vkládání záslepky z této části zaslepovaného úseku plynového řadu. Zařízení sestává z tlakového zdroje (1) inertního plynu, jehož výstup je přes tlakoměr (2) a uzavírací ventil (3) zaústěn před zaslepovací přírubou (5) do zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu (10) a ze soustavŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zaslepování plynových potrubních řadů pomocí zaslepovací příruby a inertního plynu, například dusíku, a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Zaslepovací práce na plynových potrubních řadech, dopravujících plynné médium, tj. různé technické a topné plyny, jako je vysokopecní plyn a podobně, z hlavního průmyslového plynovodu například k plynovým hořákům průmyslových pecích nebo kjiným technologickým agregátům, se v případě provádění oprav nebo výměn funkčních částí těchto potrubních řadů provádějí zejména pomocí zaslepovacích přírub atzv. dusíkové clony. Při tomto způsobu je plynný dusík situován do blízkosti provádění záslepky tak, aby v místě záslepky zahlcoval potrubí a současně expandoval v místě rozevření zaslepovacích přírub, čímž vytváří místní inertní prostředí. Nevýhodou tohoto způsobu je nutnost provádění řady technických, organizačních a bezpečnostních opatření, aby nedošlo k úniku plynu z plynového potrubí a k ohrožení okolí. Kromě vlastních přípravných prací se jedná hlavně o nutnost snížení tlaku plynu v celém systému, čímž dochází k omezování jeho dodávky i jiným spotřebitelům, dále o kontrolu a proměření veškerých elektrických kabelů, případně jejich odpojení, a o zajištění protiplynové a požární asistence, přičemž i přes tato opatření se jedná o způsob značně rizikový. Dále jsou známy různé technické prostředky, umožňující dočasné zaslepení plynových potrubí, jako jsou různé elastické vaky, které svým nafouknutím uvnitř potrubí vytvoří plynu nepropustnou zátku. Pro zavedení těchto nafukovacích vaků do potřebného místa v potrubí jsou známa zařízení, jako například zařízení podle čs. spisu AO 271845, které je tvořeno zaváděcí komorou elastického nafukovacího vaku a systémem lanových vrátků. Rovněž je známo uzavírací zařízení plynových potrubí podle čs. spisu AO 266030 na principu deštníkové kostry, obalené závěrným vakem, které se rovněž zasouvá do potřebného místa v potrubí a kde jeho rozevřením dojde k uzavření průchodu plynu. Nevýhodou použití těchto zařízení je jejich konstrukční složitost a rovněž značný rozsah jak přípravných, tak i vlastních zaslepovacích prací.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody dosavadního stavu techniky jsou do značné míry odstraněny způsobem zaslepování plynových potrubních řadů pomocí zaslepovací příruby a inertního plynu, například dusíku, jehož podstata spočívá v tom, že nejprve se řízeným tlakovým vháněním inertního plynu do vnitřního prostoru zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu v něm dopravované plynné médium proti směru jeho proudění přetlakem inertního plynu vytěsňuje až za zaslepovací přírubu, načež se po úplném vyplnění tohoto zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu inertním plynem zaslepovací příruba rozevře a vsunutím záslepky zaslepí. Nejmenší vzdálenost vytěsnění plynného média za zaslepovací přírubu je přitom dána množstvím inertního plynu, které následně zpětně unikne štěrbinou zaslepovací příruby za celou dobu jejího rozevření při vkládání záslepky z této části zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu.

Množství vháněného inertního plynu se řídí velikostí vnitřního objemu zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu a dále délkou potřebného časového intervalu rozevření zaslepovací příruby a šířkou tímto rozevřením vzniklé štěrbiny.

Pro zajištění úplné bezpečnosti se v době rozevření zaslepovací příruby průběžně kontroluje úbytek inertního plynu v části zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu za zaslepovací

- 1 CZ 282680 B6 přírubou a podle velikosti tohoto úbytku se reguluje další množství a tlak přiváděného inertního plynu.

Tímto opatřením lze v případě potřeby úplně zastavit nebo alespoň zpomalit úbytek inertního plynu z části zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu za jeho zaslepovací přírubou a tím i zamezit případnému opětovnému průniku vytěsněného plynného média, například z hlavního plynovodu, ke štěrbině rozevřené zaslepovací příruby, resp. úniku toxických látek, zejména oxidu uhelnatého.

Způsob podle vynálezu umožňuje provádět veškeré plynařské práce na plynových potrubních řadech v odlehlých a nepřístupných místech a nebezpečných prostorách. Jeho výhodou je mobilnější, rychlejší, operativnější a tím i levnější provádění oprav bez nutnosti složitých organizačních a bezpečnostních opatření, jako tomu bylo doposud. Způsob podle vynálezu nevyžaduje snižování tlaku plynu v celém systému a tím i omezení jeho dodávek ostatním spotřebitelům. Vzhledem ktomu, že není potřeba pomocí odfuku plynu snižovat tlak plynu v plynové síti, nedochází ani ke znečišťování prostředí. Jednou z hlavních výhod tohoto způsobu oproti stávajícím způsobům, zejména proti způsobu, využívajícímu pouze místní dusíkové clony, je i snížení rizika úniku oxidu uhelnatého na minimum a tím případné otravy a zároveň i snížení nebezpečí vytvoření výbušné směsi a tím i možného následného výbuchu nebo požáru.

Podstata vynálezu spočívá dále ve vytvoření zařízení k provádění tohoto způsobu, které sestává z tlakového zdroje inertního plynu, jehož výstup je přes hlavní tlakoměr a uzavírací ventil zaústěn před zaslepovací přírubou do zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu, a ze soustavy nejméně dvou plynových analyzátorů, které jsou vyvedeny alespoň na dvou místech 25 z části zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu za jeho zaslepovací přírubou. Jako tlakových zdrojů inertního plynu lze s výhodou použít mobilních dusíkových návěsů, případně návěsů s kapalným dusíkem.

Způsobem a zařízením podle vynálezu je tak vytvořen široce použitelný komplexní systém řízeného zaslepování potrubních řadů, kde se v podstatě mění jen propočtem zjistitelný objem odtlačeného plynu v závislosti na průměru potrubí a potřebného časového úseku rozevření zaslepovacích přírub. Napojení výstupu tlakového zdroje inertního plynu a plynových analyzátorů na plynový potrubní řad před vlastním zahájením zaslepovacích prací je proveditelné již běžnými známými metodami, kterými lze v případě potřeby na zaslepovaném potrubním řadu vytvořit i nutné zaslepovací příruby.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález je dále blíže osvětlen pomocí výkresů jeho příkladného provedení, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn způsobem podle vynálezu zaslepovaný plynový potrubní řad včetně příslušného zařízení a na obr. 2 je pro zaslepovaný plynový potrubní řad o průměru 1000 mm zobrazen graf závislosti potřebného množství přiváděného inertního plynu na časovém intervalu rozevření zaslepovací příruby podle různé šířky její štěrbiny.

Příklad provedení vynálezu

Jak je znázorněno na obr. 1, je zaslepovaný potrubní řad 10 napojen na hlavní plynovod 14 50 a slouží k přívodu vysokopecního plynu k plynovému hořáku 13 technologického agregátu 15, přičemž před plynovým hořákem 13 je opatřen bezpečnostním uzávěrem 12 a hlavním uzávěrem 11. mezi nimiž je z potrubního řadu 10 vyústěn odplyňovací komínek 9 s kontrolním analyzátorem 8. Zaslepovaný potrubní řad 10 je dále opatřen kontrolním tlakoměrem 7. Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu přitom sestává z tlakového zdroje 1 inertního plynu, jehož

-2CZ 282680 B6 výstup 4 je přes hlavní tlakoměr 2 a uzavírací ventil 3 zaústěn před zaslepovací přírubou 5 do zaslepovaného potrubního řadu 10, a ze dvou plynových analyzátorů 6, které jsou vyvedeny ze dvou za sebou následujících míst z úseku zaslepovaného potrubního řadu 10 mezi jeho zaslepovací přírubou 5 a hlavním plynovodem 14.

V tomto konkrétním příkladu provedení se jedná o zaslepování plynového potrubního řadu 10 o průměru 1000 mm a délce 120 m od zaústění výstupu 4 z tlakového zdroje 1 inertního plynu až k jeho vyústění z hlavního plynovodu 14, v němž je tlak vysokopecního plynu zhruba 3,5 kPa.

Při provádění způsobu podle vynálezu je inertní plyn, v tomto případě kapalný dusík, z mobilních tlakových nádob, sloužících jako tlakový zdroj 1, z přetlaku 15 MPa pomocí redukčních ventilů redukován na tlak 0,3 MPa, pomocí tlakoměrů 2,7 měřen a vháněn pod tímto redukovaným tlakem do zaslepovaného plynového potrubního řadu 10 proti směru v něm proudícího vysokopecního plynu, který se přetlakem inertního plynu postupně vytěsňuje ze zaslepovaného plynového potrubního řadu 10 směrem k hlavnímu plynovodu 14 až za zaslepovací přírubu 5. Po vyplnění celého zaslepovaného plynového potrubního řadu 10, a to i za zaslepovací přírubou 5 až k hlavnímu plynovodu 14, tj. do vzdálenosti 100 m za zaslepovací přírubu 5, které je sledováno prostřednictvím plynových analyzátorů 6, se zaslepovací příruba 5 rozevře a vsunutím záslepky zaslepí. V průběhu rozevírání a zaslepování zaslepovací příruby 5 se dále prostřednictvím plynových analyzátorů 6 průběžně kontroluje úbytek inertního plynu a výskyt oxidu uhelnatého, přičemž nejpozději při zjištění výskytu oxidu uhelnatého na plynovém analyzátoru 6, který je umístěn blíže k zaslepovací přírubě 5, se zvýší množství a tlak přiváděného inertního plynu z jeho tlakového zdroje 1.

Potřebné množství vháněného inertního plynu vyplývá rovněž z grafu na obr. 2, kdy například pro zajištění inertní atmosféry v zaslepovaném plynovém potrubním řadu 10 o průměru 100C mrn a potřebné vzdálenosti 100 m vytěsnění vysokopecního plynu za zaslepovací přírubu 5 při šířce její štěrbiny 10 mm je nutno zajistit přívod inertního plynu v množství 6000 m³ za hodinu po dobu 73 sekund.

Doba trvání inertní atmosféry je obecně dána vztahem t = V/(Q₁-Q₂), kde značí t - doba trvání inertní atmosféry (s),

V - objem inertního plynu v potrubí (m³),

Qi - výfuk štěrbinou (m³/s), Q₂ - přísun dusíku (m³/s), přičemž výfuk štěrbinou je určen vztahem \ 100 000

Qi = 2,45.10’³. d . s . V l-(----------------)⁰’²⁸⁶,

100 000+ p kde značí d - průměr potrubí (mm), s - šířka štěrbiny (mm), p - tlak v potrubí (Pa),

-3CZ 282680 B6 a objem inertního plynu v potrubí vztahem

V = 7, 85 . 10‘⁷. d². i. BK, kde značí d - průměr potrubí (mm),

- délka potrubí (m),

BK - bezpečnostní koeficient (0,4 až 0,9).

Při dodržení těchto podmínek je při zaslepovacích pracech s dostatečnou bezpečností zamezeno jakémukoli úniku vysokopecního plynu.

Průmyslová využitelnost

Způsob zaslepování plynových potrubních řadů a zařízení k provádění tohoto způsobu podle vynálezu lze využít v podstatě ve všech případech, kdy je nutno provádět na plynovém potrubním řadu a napojených technologických agregátech, například hutních, jakékoli ůdržbářské práce, vyžadující jeho odplynění a zaslepení.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (3)

1. Způsob zaslepování plynových potrubních řadů pomocí zaslepovací příruby a inertního plynu, například dusíku, vyznačující se tím, že nejprve se řízeným tlakovým vháněním inertního plynu do vnitřního prostoru zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu v něm dopravované plynné médium proti směru jeho proudění přetlakem inertního plynu vytěsňuje až za zaslepovací přírubu, načež se po úplném vyplnění tohoto zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu inertním plynem zaslepovací příruba rozevře a vsunutím záslepky zaslepí, přičemž nejmenší vzdálenost vytěsnění plynového média za zaslepovací přírubu je dána množstvím inertního plynu, které následně zpětně unikne zaslepovací přírubou za celou dobu jejího rozevření při vkládání záslepky z této části zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu.

2. Způsob zaslepování plynových potrubních řadů podle nároku 1, vyznačující se tím, že v době rozevření zaslepovací příruby se průběžně kontroluje úbytek inertního plynu v části zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu za zaslepovací přírubou a podle velikosti tohoto úbytku se reguluje další množství a tlak přiváděného inertního plynu.

3. Zařízení k provádění způsobu zaslepování podle nároku 1, vyznačující se tím, že sestává z tlakového zdroje (1) inertního plynu, jehož výstup (4) je přes hlavní tlakoměr (2) a uzavírací ventil (3) zaústěn před zaslepovací přírubou (5) do zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu (10), a ze soustavy nejméně dvou plynových analyzátorů (6), které jsou vyvedeny alespoň na dvou místech z části zaslepovaného úseku plynového potrubního řadu (10) za jeho zaslepovací přírubou (5).