摘要:当今时代,我国工业化产业发展蒸蒸日上。蒸汽管道因其输送的介质温度高、与居民日常生活及工业生产联系紧密、经过人员密集场所多、发生事故后造成的社会影响大等特点,其安装施工质量日益受到重视。
关键词:蒸汽管道;系统吹管效率;影响
引言
在石油化工等项目中,存在着大量汽水管道,由于管道布置不合理、支吊架设计选用不当及其施工不到位等原因,常常发生管道振动、管架脱落等现象,严重影响管道的使用寿命,甚至会引起安全事故。特别是高压蒸汽管道本身具有高温、高压、高流速的特点,同时又作为全厂的主动力管道,高压蒸汽管道设计的好坏,将直接影响整个装置的运行。
1蒸汽管道布置原则和要求
(1)蒸汽管道布置的总的原则是技术上可靠、经济上合理和施工维修方便。管道布置力求短直,主干线应通过热用户密集区,并靠近热负荷大的用户;管道的走向宜平行与道路或建筑物。
(2)管道布置时,应尽量利用管道的自然弯角作为管道受热膨胀时的自然补偿。如采用方形补偿器,则方形补偿器应尽可能布置在两固定支架之间的中心点上;采用地上敷设时,在设计中一定要注意美观,一般工业厂区多采用地上架空敷设,此方式总体造价相对较低。
2蒸汽管道施工过程控制对系统吹管效率的影响
蒸汽作为汽轮机的动力,在蒸汽高速喷向汽轮机叶片做功的过程中,如果蒸汽中夹杂其他杂质,像焊渣、铁锈、氧化皮等对汽轮机的影响是致命的。项目中有多台汽轮机驱动的压缩机,为保证汽轮机的正常、安全运行,汽轮机对蒸汽的洁净度要求很高,通往汽轮机的动力管道清洁度必须满足要求。石油化工金属管道工程施工质量验收规范GB50517、工业金属管道工程施工规范GB50235、工业金属管道工程施工质量验收规范GB50184中都规定,通往汽轮机的动力管道或设计文件有规定的蒸汽管道,经蒸汽吹扫后应进行靶板验收,并且靶板应该妥善保存。
3项目概况
某项目为某公司生命线工程,由于项目建设时期处于国内相关项目爆发建设时期,各种设备、材料的供货期与计划节点相比均出现严重偏差,各协作企业均处于满负荷加班生产中。为保证项目按期投用,从影响项目按期投用的环节一个一个排查,找出影响每个环节工期长短的关键因素,并在施工时着重处理,以减少后边投产前的主要环节的工期。通过仔细疏理并结合以往工程项目建设管理经验,蒸汽管道系统完成图纸实物工程量后,后期的管道吹扫工作很费时,一引出的部位。在管道存积凝结水的前提下,如果有必要进行相应的排水设计,则要避免选择U型的排水管道。这是由于此类管道具有较慢的排水速度。为了达到循环利用管内蒸汽的效果,需要将伴热设计的部位限定于支线管道或者主管的部位。经过以上的伴热设计处理,最终可以保证达到较好的管道隔热效果。
4蒸汽管道施工过程控制措施
4.1管道材料检验
(1)钢管、管件、阀门的规格、型号、材质应符合设计图纸标准的要求,管材外观检查应无裂纹、缩孔等缺陷,实测壁厚偏差不大于国家现行材料标准所规定的偏差。
(2)钢管、管件、阀门配备的合格证和质量证明文件是否与到货材料、成品、半成品匹配。
(3)阀门外观质量无缺陷,阀体完好,开启机构灵活,阀杆无歪斜、变形、卡涩等现象,标牌齐全。
(4)法兰的密封面应平整、光洁,无径向沟槽等缺陷。
(5)支架上滑托的滑动支撑板、滑托的滑动平面和导向支架的导向板滑动平面应平整、光滑,不得有毛刺及焊渣等。
4.2管道氧化皮处理
对第一批进场的合金钢管道内壁喷砂处理,项目建设参与各单位以前没有进行过合金钢管道的现场处理,在该批材料在进行内喷砂处理过程中因处理效果不理想。先后采用了单喷头喷枪喷河沙的方法、3头旋转专用内喷头内喷河沙的处理方法、3头旋转专用内喷头喷石英砂的方法、3头旋转专用内喷头喷石英砂和金刚砂的方法。因管道长度为9m一根,单喷头内喷法只能喷到管道两头1m范围以内的部分,对于管道其他部分全然没有作用故而放弃。接下来更换为专用3头内喷砂专用喷头喷河砂,喷过两根后检查发现,虽然效果明显好于第一种方法,但是管道内壁还有50%氧化皮附着。将内喷磨料改为石英砂,管道内壁依然有30%氧化皮附着。最后将磨料调整为石英砂与金刚砂3∶7的比例用3头内喷砂专用喷头进行处理,效果比较明显,满足内壁清洁度的要求。在喷砂过程中对喷砂效果进行巡回检查,管材出防腐场之前,监理工程师、建设单位工程师、施工单位质量控制工程师三方共同对除锈效果进行签字验收,合格后方可出场。在施工过程中,对切开的经过内喷砂去除氧化皮的管道的去除效果进行巡回检查,发现内壁处理不干净的管材退回防腐场重新处理。
4.3压力试验
(1)蒸汽管道压力试验通常采取以洁净水或空气为介质进行试验。当实验压力大于0.6MPa、采用空气为介质时应取得设计同意,强度试验压为1.5倍设计压力,严密性试验为设计压力。
(2)试验用的压力表在管线的最低点和最高点各设置一块,已校验,精度为1.5级,表的满量程应达到试验压力的1.5~2倍。并在最高点设置排气阀,最低点设置排污阀。
(3)采用气压试验时,应缓慢升压,当压力升至试验压力的50%时,应进行检查,无异常,应继续按试验压力的10%逐级升压,每级稳压3min,直至试验压力。在试验压力下稳压10min,再将压力降至设计压力。采用涂刷发泡剂检查阀门填料函、法兰连接处、焊缝等部位,无泄漏为合格。
5吹管方案
该项目动力站设置3台110t/h次高压煤粉锅炉,额定蒸发量110t/h,额定蒸汽压力(表)5.3MPa,额定蒸汽温度475℃。考虑到本项目工期和安全因素,将本项目吹管压力定于不高于3.0MPa,按照规范要求吹管系数不小于1的参数进行控制;白天采用降压吹管法,晚上采用稳压吹管法。降压吹管法具有吹管速度快,吹管时间短,节省燃料优势,但在吹扫过程中锅炉各部位、管道系统各部位参数变化大,尤其液位、压力、温度受蒸发量的变化一直在变化过程之中,对于整个系统及操作人员都是一个巨大的考验。一般新项目又没有大批熟练操作工可用,在整个降压吹管过程中安全风险较高。考虑到降压吹管的缺点和安全风险,本项目在晚间采用用稳压吹管法。吹扫采用锅炉本体和管道系统一次吹扫而过的方式,从锅炉本体一直吹扫至管道系统末端设置的临时排放口。为避免一个吹扫口出现意外影响工期,在管道系统2/3处再设置一临时排放口备用,系统管线总长度960m。
结语
从该项目次高压蒸汽系统打靶时间长短来看,本项目次高压蒸汽系统在施工的全过程中采取的所有过程控制策略与措施都是十分合理有效的。该项目次高压蒸汽系统吹管时间之所以低于预计时间和同类项目吹管时间,主要是由于对供货厂家的复核筛选,进场后的管材严格按照规范和订货技术要求进行验收,发现问题后对订货技术要求及时进行调整;对进场后的管材内壁氧化皮情况进行了严格控制和处理;施工过程中执行管口严格封堵的措施;再就是根据项目实际情况和要求选择了合适可靠的吹管方案,其中管道处理对吹管效果的贡献比较大。
参考文献
[1]GB50517—2010,工业金属管道工程施工规范[S].
[2]GB50235—2010,工业金属管道工程施工规范[S].
[3]GB50184—2011,工业金属管道工程施工质量验收规范[S].
[4]马怀振.浅析蒸汽管道稳压吹管的方式及实施[J].化学工程与装备,2013(11):114-117.