【摘 要】煤气排水器缺水或煤气击穿，可能会造成安全事故。在煤气排水器上安装在线监测和自动切断系统，从排水器本质安全上解决泄漏，从而保证安全。

　　【关键词】煤气排水器；在线监测；自动切断；本质安全

　　0 前言

　　在冶金钢铁企业中，煤气是一种重要的副产品和能源。副产煤气经过除尘后，通过管网输送到使用端。煤气中含有水、苯、萘、固体颗粒等杂质，在管道输送过程中冷却，使管道中产生大量的水及冷凝物。煤气排水器是煤气输送管网系统中重要的排污设施，其运行能否正常直接关系到煤气设备系统和作业人员的安全。冶金企业煤气管网战线长，排水器分布密集，在实际工作中巡维护不到位，极易造成排水器缺水或击穿造成煤气泄露，引发煤气安全事故。发生事故的原因大部分是排水器自身结构缺陷造成的。因此如何设计安全使用的排水器，是保证冶金企业煤气管网系统安全运行的重要保障。本文就从排水器本质安全上进行设计。

　　1 排水器的构造及工作原理

　　煤气管网现在普遍采用立式排水器，排水器的结构如图1所示，排水器由高压室和低压室组成（中间为隔离板，通过连通管相连），连接管与煤气管道相连，管道中的冷凝水通过连接管排到排水器高压室，两侧为清渣孔。煤气管道中的冷凝水从连接管流到排水器高压室，当高压室冷凝水水面超过连通管时，冷凝水就从连通管排入到低压室，低压室从溢流口排出冷凝水。

　　排水器的工作原理是利用帕斯卡原理将管道中的冷凝水以及杂物通过水封自动、连续排出[1]。当煤气管道内压力超出排水器设计压力时会造成排水器脱封。煤气排水器正常情况下煤气压力计算：煤气压力P进入排水器高压室后，在高压室水面以上空间聚集形成P1的压力，当P1压力不足以突破低压室水封高度时，形成以下压力平衡：

　　煤气压力P=H+P1

　　低压室P1=（H-h）+P0

　　其中P0为大气压，求其相对压力，则： P=H+（H-h）=2H-h 故：P<2H[2]

　　从以上可以推断：如果管网煤气压力P波动，排水器内水源长时间外溢后且得不到及时补偿，造成排水器水位下降，水位H不足；或管网煤气压力P超高，水封被突破，都会造成煤气泄漏。

　　造成排水器煤气泄漏的故障还有：筒体内中间隔板锈穿，造成高压室和低压室串通，水封压力2H变为H，煤气压力P>H时，排水器就会击穿，发生煤气泄漏；排水器筒体锈穿也会造成水封压力减小；排水器底部锈穿，水会全部流走，排水器将不能起到水封煤气的作用，以上都将会造成排水器煤气泄漏。

　　排水器在未安装在线监测和自动切断装置时，处于不可控制和预知的不安全情况下工作。

　　2 排水器在线监测和自动切断系统

　　在线监测系统是基于CAN总线的煤气监控系统，此系统可以对煤气泄漏实施实时监控，及时跟踪工作现场及易泄露点煤气浓度，具有现场声光报警和远程传输报警，实现了对煤气的智能监控。

　　CAN总线煤气监控系统主要由监控探头、控制主机、CAN协议转换接口和PC机组成，他们之间通过CAN总线连接在一起，构成一套在线监测系统，如图2所示。监控探头的主要功能是采集现场煤气浓度信号，每个监测探头都有有唯一的地址编码；当监控探头检测到现场煤气浓度超过设定值时向控制主机发出信号，控制主机发出声光报警同时利用CAN 总线将此浓度上传到PC机，PC机现场值班人员根据数据值采取应急措施。

　　自动切断装置就是利用在线监测系统在煤气管道与排水器连接管处安装电磁阀。电磁阀在正常状态下是常开状态，当煤气排水器发生泄漏时，在线监控系统采集到报警数据，提示值班人员及时采取安全处理措施同时PC机向发生煤气排水器泄漏的电磁阀发出关闭指令。

　　煤气排水器加装在线监测和自动切断系统后，从本质安全上解决了煤气排水器的缺陷，在煤气排水器巡查不到位、维护不及时、发生泄漏时都能起到防护作用。

　　3 结语

　　冶炼煤气在生产过程中的不断应用，管线不断扩大，排水器在恶劣环境下发生泄漏，都会发生灾难性事故。在线监测和自动切断系统的设计，能够保证煤气排水器泄漏时得到有效控制，减少人员伤亡和经济损失。

　　【参考文献】

　　[1]汤建刚.复式排水器安全技术分析及常见故障处理[J].中国设备工程，2013.

　　[2]吕红缨.水封高度的一种计算方法[J].重庆电力高等专科学校学报，2005.

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