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超高压蒸汽管道的吹扫杨剑峰

发表时间：2021/7/27 来源：《基层建设》2021年第14期作者：杨剑峰

[导读] 通过对乙烯装置中超高压蒸汽管道的吹扫原理分析和参数测算，确定吹扫方案。介绍了超高压蒸汽管道的吹扫实施过程及采取的质量安全保证措施

        身份证号码：61210219780601xxxx 河南洛阳 471000
        摘要：通过对乙烯装置中超高压蒸汽管道的吹扫原理分析和参数测算，确定吹扫方案。介绍了超高压蒸汽管道的吹扫实施过程及采取的质量安全保证措施。
        关键词：超高压蒸汽管道吹扫

        1 引言
        乙烯装置中的超高压蒸汽设计压力12MPa，设计温度540℃，管道在工厂制造和现场安装焊接过程中，不可避免地会有氧化层、铁锈、焊渣等杂物滞留在管道系统中。由于压缩机透平等设备对进入其内部的介质的清洁度要求非常高，必须对超高压蒸汽管道进行吹扫，清除管道内的污垢，以保证与其连接的设备不受损害。
        2 超高压蒸汽管道的吹扫
        2.1 吹扫原则
        所有临时连接管道的截面应大于或等于被吹扫管道的截面，且临时管道应尽量短，以减少阻力。
        蒸汽吹扫之前，首先用空气对超高压蒸汽管道进行吹扫，将水压试验时存在管道内的水排干净，防止暖管时造成水锤。
        为确保安全，首次试吹扫时的压力应大约为规定吹扫压力的15-20%，随后逐渐将压力增高至全值。
        在每一阶段，必须以最大速度进行多次吹扫，每次吹扫时管道材料加热并随后冷却至80-100℃，以确保清除氧化层和焊接残余物。
        2.2 蒸汽吹扫参数
        蒸汽吹扫参数的选择原则是，吹扫时管内蒸汽动量应大于额定负荷下蒸汽动量，即被吹扫系统任何一点的吹扫系数应大于1，通常取1.2～1.7，即：
        K = P/P0 =μM2/μ0M02 =（M2T/P）/（M02T0/P0）≥1.2～1.7
        吹扫力（蒸汽动量的变换率）
        P = M*U = M*U*S/S = M*V/S*m2/m2 = μM2
        冲刷力（额定负荷下蒸汽动量的变换率）
        P0 = M0*U0 = M0*U0*S/S = M0*V0/S*m02/m02 = μ0M02
        M – 蒸汽的质量流量，Kg/s；
        M0 – 蒸汽额定负荷时的质量流量，Kg/s；
        m - 蒸汽的质量，Kg；
        m0 - 蒸汽额定负荷时的质量，Kg；
        U - 蒸汽的流速，m/s；
        U0 - 蒸汽额定负荷时的流速，m/s；
        V – 蒸汽的体积流量，m3/s；
        V0 – 蒸汽额定负荷时的体积流量，m3/s；
        ρ – 蒸汽密度，Kg/m3；
        ρ0 –蒸汽额定负荷时的密度，Kg/m3；
        μ – 蒸汽的比容，m3/ Kg；
        μ0 –蒸汽额定负荷时的比容，m3/ Kg；
        T - 蒸汽的温度，K；
        T0 - 蒸汽额定负荷时的温度，K；
        P – 蒸汽的压力，MPa；
        P0 - 蒸汽额定负荷时的压力，MPa。
        超高压蒸汽操作参数：压力：10.6MPa（G）温度：520℃
        超高压蒸汽的吹扫速度≥60m/s。
        吹扫时管线温度必须高于蒸汽饱和温度。
        2.3 蒸汽管线吹扫实施
        2.3.1 吹扫前准备工作
        ⑴ 超高压蒸汽吹扫方案已经编制完成，并经审核批准。
        ⑵ 对参与吹扫的人员已进行安全技术交底，参加吹扫人员熟悉现场工艺流程。
        ⑶ 超高压蒸汽系统“三查四定”结束验收合格，现场清无防碍操作杂物，具备吹扫条件。
        ⑷ 界外能够提供足够稳定的超高压蒸汽作为吹扫气源，超高压蒸汽管线已经吹扫至界区阀门处。
        ⑸ 对超高压蒸汽系统的管道、管件、管支架、管托，弹簧支吊架等作详细检查，确认牢固可靠。除去弹簧的固定装置后，确认弹簧伸缩灵活。
        ⑹ 所有吹扫用临时配管、阀门、消音器、靶板支架等均已安装并符合强度要求。
        ⑺ 已将被吹扫管道上安装的仪表元器件等拆除，管道上的调节阀、安全阀已拆除或已采取措施加以保护，减温减压器和止回阀阀芯拆除，相连的设备必须盲板隔离保护。
        2.3.2 吹扫方法
        超高压蒸汽管道的吹扫方法采用暖管→吹扫→降温→暖管→吹扫→降温的方式重复进行，利用管道热胀冷缩特点，使管内壁的铁锈等附着物脱落，直至吹扫合格。
        超高压蒸汽管道吹扫必须先充分暖管，并注意疏水，防止发生水锤现象。在吹扫的第一周期引蒸汽暖管时，应特别注意检查管道的热膨胀，管道的滑动，弹簧支吊架等的变形情况是否正常。暖管应缓慢进行。即先向管道内缓慢地送入少量蒸汽，对管道进行暖管，当吹扫管段首端和末端温度相近时，方可逐渐增大蒸汽流量至需要值进行吹扫。
        超高压蒸汽管道第一次暖管时间要适当长一些，大约需要4～5 h，即大约每小时升温100℃左右，以后的暖管时间可短一些，在1～4h 即可。因为降温是自然冷却，故降温时间决定于气温，一般使管线冷至100℃以下即可。
        超高压蒸汽管道吹扫如果在冬季进行时一定要加强防冻措施。在吹扫过程中，未进行吹扫的管线一定要在端头排放，防止冻坏管线。
        各段超高压蒸汽管线按照预定顺序进行吹扫，未进行吹扫的管线一定关闭阀门隔离并将端头排放阀打开防冻。
        2.3.3 吹扫步骤
        超高压蒸汽管道吹扫步骤如下：
        ⑴ 送超高压蒸汽至界区，微开界区跨线阀控制蒸汽压力控制在0.3Mpa。
        ⑵ 微开界区第一道阀门进行排凝操作，当排凝阀无液后；关小排凝阀，缓慢打开阀门。
        ⑶ 微开界区第二道阀门进行暖管操作，从主管和各分支管的排凝阀排液。
        ⑷ 当主管和各分支的排凝阀无液体排出时，暖管完毕。通知调度室外引超高压蒸汽，并注意调节。
        ⑸ 调整第二道阀门的开度，逐渐进行升温升压操作。
        ⑹ 超高压蒸汽升至520℃、10.6Mpa时，开始吹扫。
        ⑺ 吹扫15-30分钟后，停止供气，关闭界区阀门。当管道温度降至100℃时，再次进行暖管升温升压，升温速度可比第一次稍快，控制在每分钟10-15℃。
        ⑻ 连续三次进行升降温吹扫，直至排出蒸汽目视清洁，暂停吹扫。
        ⑼ 待管道温度降至常温时，安装靶片，然后再次吹扫，吹扫15分钟后，停止吹扫。
        ⑽ 管道集液包容易沉积杂质，如图1所示。
        停汽降温时冷凝液将杂物携带至集液包处，
        管道吹扫时部分杂质被蒸汽携带走但无法彻
        底带出，造成多次打靶不合格。定期打开集
        液包下方排凝阀进行排放，有助于解决这一问题。