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摘要:简要介绍长输管道使用的清洗技术,举例某化工园区长输苯管道的清洗技术,和其他清洗技术特点、难点以及技术关键。
关键词:长输管道;苯;清管器;化学清洗
1 长输苯管道基本情况
苯长输管道是产地、储存库、使用单位间用于输送介质的管道,若长期不清洗,极易因管道腐蚀造成苯泄漏,发生火灾爆炸等次生事故。
清洗管道的方法很多,能用于长输管道的有高压水清洗、清管器清洗、化学清洗等技术,比较如下(见表1)。
表1 三种管道清洗技术的比较
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注:⊙-最适用;○-适用;△-不太适用;×-不适用
由表1可以看出这三种清洗技术的特点。因此,对于不同的管道要采取对应的清洗方法或者组合方法进行清洗。
2 长输苯管线的清洗技术实例
长输管线的清洗需结合物料特性和管线实际情况采取针对性的清洗技术。下面以某化工园区两家公司(A公司、B公司)为例,介绍一下长输苯管线的清洗技术。
2.1某长输苯管线概述
某化工园区的管廊有一根苯长输管线(DN100),压力0.2-1.2MPa,全长3.7Km,采用电伴热保温。管线沿途分布多个物流公司,并跨越一条内河,多年没有清洁交出进行全面检验,并且部分导淋锈蚀严重,需要对此管线彻底清洗后进行检修。
2.1.1管线布置
该苯管线的起终点均为内浮顶苯储罐,沿途管廊部分距地面超过10m、距内河水面超过20m。
2.1.2该苯管线特点和难点
(1)长距离清洗难度较大
由于管线距离较长构建循环回路困难,仅仅依靠高压水打循环是无法实现管道清洁干净的。另外苯熔点为5.5℃,冬季低温时易凝固。
(2)跨越区域多,环保要求严格
清洗过程不能随意排放吹扫气体,并且废水必须有效收集和规范处置以保护周边企业。
(3)施工作业难度较大
部分管廊架高度超过10m,且跨越内河,这对工作需要的脚手架搭设、平台制作等都提出了更高的要求。
2.2苯管道清洗工艺设计
针对清洗特点和难点,建议清洗时间宜为每年5-10月份,避免低温时段苯物料的凝固;清洗工序的第一步是A公司采取高压水进行清洗,并吹扫至B公司能切水的苯储罐中;第二步是B公司使用氮气将苯管线回吹至A公司,吹空管线内残余液体;第三步是打开沿途苯管线所有导淋和排空,防空管线低点残余的液体;最后一步氮气吹扫,确保管线清洁交出,具备动火施工等条件。
2.2.1清洗准备工作
清洗前应成立清洗领导小组,并编制清洗、施工方案,同时做好相关人员的教育培训。
还需准备以下工作:拆除无关的流量计,将被清洗管线有效隔离;准备0.8MPa水头(水中氯离子含量不得超过25ppm)和0.8MPa氮气头;配备切水功能的苯储罐和具备接收氮气吹扫条件的危化品罐车(配备临时尾气吸收系统);配备金属软管、压力表、水表以及等清洗设备、设施;约定好苯管线计量方式;划定清洗警戒区域,挂上明显的标志牌等。
2.2.2清洗具体施工过程
(1)高压水清洗置换
先将水源管与苯管线连接;A与B公司联系后缓慢开启水阀,观察苯进罐流量,控制初流速≤1m/s;待进罐流量稳定后,保证进水压力维持在0.8MPa,确保满管水进行置换;因原3.9Km苯管线中约有30t物料,建议按照5-8倍的水量进行管线置换,并送至B公司储罐;最后将该储罐进行切水,送至污水处理中心。
(2)氮气置换
在A公司槽车泄压口30m范围拉设警戒绳;B公司缓慢开启苯管线的氮气阀,A公司观察苯管线压力监测仪表,逐步开大氮气量;置换、吹扫期间,应每小时观察扫线压力和流量并做好记录;做好吹扫罐车周边的可燃有毒气体的检测;在罐车容量20吨作业时,采取爆破吹扫;在管道吹扫出液体约30t后,继续保持氮气吹扫约24h;最后将罐车内的液体送至污水处理中心。
(3)打开导淋,放空管线积液
对该苯管线内的氮气泄压后,逐一打开导淋,并配备接料桶及时对残余的积水进行收集,随后对管道内部检验分析,若合格则清洁交出检修,不合格则将导淋回装,继续用氮气吹扫。
(4)氮气吹扫至清洗合格
由于苯管道前期经过大量的高压水置换、氮气回吹以及导淋低点放空等步骤,A、B公司实际利用了5天的时间将该长输苯管线完全清洁交出。
3 其他清洗技术
除上述苯管道清洗方法外,目前还有清管器清洗技术[1]以及化学清洗技术等能应用于长输管道,下面对这两个技术作简要的阐述。
3.1清管器清洗技术
此技术应用较为广泛,其原理是清管器在外力作用下向前移动,用自身部件刮擦管壁,从而刮出堆积在管道内的物料以及污垢。该技术有操作简便、费用低、清洗范围大、无腐蚀性及可实现不停产在线清洗等优点。
3.1.1清管器系统简介
如图1所示,这套装置可以实现不停产清洗作业。
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图1 清洗管清洗的典型流程
3.1.2 清管器清洗过程中的关键问题
3.1.2.1 清管器的种类及尺寸
一般清管器分为清扫清管器和隔离清管器,能用于长输管道的是清扫清管器。清管器尺寸与长输管道的垢层厚度、管道规格、垢的坚硬程度等密切相关。
最小清管器的尺寸:
dmin = m - 2n - 2δ (1)
其中,m 为管道外径;n为管壁厚度;δ为垢层厚度。
清管器最大尺寸,一般取管道内径的(105%~115%),即:
dmax =(m - 2n)×(105% ~115%) (2)
清管器的尺寸位于dmin 和 dmax之间,并根据现场施工经验进一步确定。
3.1.2.2 优选压差和流量参数
因为清管器自身存在一定泄漏现象,实际速度小于介质速度,所以问题就转化为调整介质速度与泄漏量的关系。但这一问题很复杂,建议通过现场试验获得最优压差和流量参数。
3.1.2.3清管器的堵卡解卡技术
由于长输管道的连接状况和清管器自身结构等问题,实际操作时易发生堵卡事故[2]。此时一般处理程序如下。
(1)增大清管器背压。
(2)快速关闭接收端干线阀门,在管线中憋压后,快速开启阀门,在管道中形成激荡压力。
(3)使用铜锤从不同侧面敲击管线,然后继续增加背压,尝试解卡;若无效,只能割断管路取出清管器。
3.2 化学清洗技术
长输管道存在清洗剂无法循环,造成环境污染等情况,化学清洗技术的基本原理是向管道内投入含化学试剂的清洗液清洗污垢,通过水或蒸汽将管道吹吸干净[3]。此技术可使用油溶性清洗液,降低对金属管道的危害,对防腐性要求较高。
3.3其他清洗需注意的问题
(1)管线上有分支时做好相应的隔断措施。
(2)保障长输管道清洗时通讯联络通畅。
(3)及时处理清洗废液,减低腐蚀性。
4 结束语
长输管道中的苯管线清洗有一定难度,需要做好每个细节工作。上述几种能够清洗苯管线的方法,应统筹考虑管道类别、规格、位置以及其他情况,可以选择一种或几种组合方式的清洗技术,并制定切实可行的清洗工艺,才能达到理想的清洗效果。
参考文献:
[1]张成,刘素平.清管器清洗技术[J].洗净技术,2003(4):3-5.
[2]于立群.新型清管器用于长输燃油管线的通球扫线[J].安装,2000(12):30-31.
[3]刘长安.长距离管道化学清洗方法初探[J].清洗世界,2006,22(5):39-41.