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长距离中压蒸汽打靶[精品] 工业技术 齐鲁石油化QILU PETRO工CH，2E0M0IC5A，L3 3T(I1,X)3H:N2O9L,C~3 Y1 长距离中压蒸汽管线吹扫技术探讨 张继美 (中石化齐鲁分公司，山东淄博，2554o8) 擒要经过对蒸汽管线吹扫基本原理的深入分析及技术参数的测算，制定了长距离中压蒸汽管线吹扫。 阐述了吹扫过程中遇到的实际问题及原因分析，提出了改进建议。深化了对蒸汽管线吹扫技术理论及实际操作方法 的认识。对改进管线设计、施工、监理、验收及同类管线吹扫工作具有参考意义。 为挖掘以煤代油的潜力，达到降本增效之目的，齐鲁乙烯二期改造工程配套建设了3条蒸汽 输送管线，由热电厂向乙烯装置供汽，其中1条中压蒸汽管线向装置输送工业透平用蒸汽。为高效、高质量的完成管线吹扫，满足工业透平的试车及安全经济运行的需求，对中压蒸汽管线吹扫技术参数及有关事项进行了分析研究，制定并实施了吹扫方案，取得了圆满成功。 1 管线设计参数 管线初始端供汽流量160t,h，压力4(3MPa，温度430"C，末端压力3(9MPa，温度39012，全长5(2km，直径DN559mm。 2 吹扫技术参数测算 2(1 基本原理 蒸汽管线吹扫，实际上就是利用蒸汽作为动力，吹扫管内杂物，使之排出管外。杂物能否吹出，取决于3个因素:一是蒸汽能否吹扫到杂物，二是杂物与管线的结合力，三是吹扫蒸汽的冲刷力。杂物及积存杂物的死角越多，结合力越强，吹扫动力越弱，则越难于吹出。吹扫过程中有两种作用发生: (1)利用蒸汽在管道内的高速流动对杂物产生的冲刷力，将杂物冲走。冲刷力的大小，主要取决于吹扫蒸汽的动量。一般要求吹扫冲刷力大于额定工况下汽流的冲刷力，常用吹管系数K.1来表征二者的对比关系。即:K= G x C = G2~o式中: G、Go—— 吹扫时和额定工况时的蒸汽流量，t,h; C、C0——吹扫时和额定工况时的蒸汽流速， m,s; u、t|D——吹扫时和额定工况时的蒸汽比容， m 3,kg。吹管系数K也可以用区段压降比来表示。即:K 式中:、Apo——吹扫时和额定工况时区段压降，MPa。 (2)利用吹扫过程中管线温度的升降，使氧化皮、焊渣等因与管道母材金属热膨胀系数的差异产生相对位移而脱落，并被蒸汽吹出管外。 2(2 技术规范选择与设计和施工一致，本次吹管选用《工业金属 管道工程施工及验收规范》(GB50235--97)作为制定吹扫方案的技术规范。 2(3 吹扫方法选择与技术参数测算 吹管的方式有稳压法、蓄热吹管法、稳压蓄热吹管法。本次所吹管线较长，施工周期也比较长，管内杂物较多，选择稳压吹管与蓄热吹管相结合， 采用蓄热打靶的方法。 考虑到管内杂物情况已经不可改变，提高吹 管质量的关键就在于吹管技术参数的选择。为 此，选择吹管系数1(5,2(5来测算吹管蒸汽压力 和流量。显然，在末端敞口排放的条件下，从初始 端至末端，随着蒸汽压力下降，比容增大，吹管系 数迅速上升。只要初始端吹扫动量足够， 整条管线有足够的吹扫动量，因此，仅需对初始端 参数进行测算。设计压降:Ap0=0(4MPa 吹管压降:Ap=K×Ap0 = (1(5,2(5)×0(4 =0(6,1(0(M[E)a) 因事先不能确定吹扫条 件下流量与初压的对 应关系，故对初始压力为0(6,1(5MPa，初温420"C，流量为60,140t,h的吹管系数进行了测 算，结果见图1。 图1 4(3MPa蒸汽管线吹扫参数 测算数据表明，当初压控制在0(8MPa，如果 流量在80t,h以下，吹管系数达不到1(5，流量达 到120t,h时，吹管系数为2(76(图1仅表示同一 管线同一压力、温度下流量与吹管系数的关系，并 不表示初压越高吹管系数越小，因为初压升高会 使流量大幅上升，吹管系数增大)。 3 吹扫方案及实施情况 在上述分析的基础上，依据规范【2~4 J有关条款，结合具体情况，编制了吹扫方案。方案主要内 容包括编制依据、组织网络、职责分工、步骤与方 法、参数控制、质量标准、安全技术措施等。 参数控制:用减温减压器控制，稳压吹扫初压 力0(8MPa，初温420"C，蒸汽流量90,120t,h;蓄 热吹扫及打靶压力2(5MPa，减温减压器开度与 稳压吹扫相同，初温420"C。按此参数配备消音 器。 质量标准:按《工业金属管道工程施工及验收 规范)(GB50235-97)8(4(5执行，见表1。裹1 吹扫质量标准【2】 项目 质量标准 靶片上痕迹大小 痕深粒数 时间 ( 6mm以下 <0(5mm 1个,an2 15min(2次皆合格 实际参数控制(初始端):稳压吹扫压力0(65 , 0(7MPa，温度418"C，流量100,120t,h，吹管 系数大于2。蓄热吹扫及打靶压力2(5MPa，温度 418"C。 实际吹扫效果:从吹扫开始至主管线打靶合 格，共用8d时间，与齐鲁公司历史上另一条类似管线的吹扫过程相比，缩短吹扫时间约10d。 4 几点改进建议(1)本次吹扫采用大动量、高吹管系数进行， 本应在较短的时间内合格，但经过3d反复吹扫 后，每一次蓄热打靶时靶板上都会出现少量的污 染物和几个严重超标的痕迹。经过仔细分析，判 定问题出在疏水短管处(见图2)。由于许多排凝 阀安装位置不好，操作困难，除首次暖管全部开启 外，后几次暖管时多数未开启，疏水短管内聚集了很多焊渣、泥、砂等杂物。由于短管的冷却作用， 管内积存了饱和状态的冷凝液，在蓄热打靶过程 中，开启末端电动门时，整个管道内压力快速下降，由2(5MPa降至0(末端),0(7MPa(初端)，短 管内的凝液迅速沸腾，将部分杂物带出短管，随气 流打向靶板。每次沸腾都能带出一部分杂物，但 又难以彻底带出，致使打靶试验屡次不合格。根据上述分析，第7天对沿线全部排凝线进行检查确认，发现确有几处堵塞，其中有一处阀前有弯管，彻底割除更换，疏通后打开所有排凝阀进行吹扫，第8天吹扫后，连续2次打靶合格。上述情况说明，如果仅用稳压吹扫法打靶，不能发现上述问题，给日后运行留下较大隐患，这也 从另一方面体现了蓄热吹扫法的相对优势。改进建议:吹扫方案应明确，每次暖管时必须开启全部排凝阀，排出杂物。已堵塞的排凝线、排凝阀必须疏通，彻底吹扫干净。主管线 图2 排凝短管内杂物排出(2)本次吹扫第1天，末端排放口排出大量杂物，说明管内的确比较脏，增加了吹扫工作的难度。改进建议:安装时对管线进行喷砂处理，打掉氧化皮，并清除砂粒;采用氩弧焊打底焊接减少焊渣;水压试验后及时将水排除干净，减少腐蚀产物。 (3)本次吹扫中，遇到的排凝管线、排凝阀安装不规范的问题比较多，给吹扫操作造成很大不便。改进建议:排凝阀安装位置必须易于操作;排凝管线与管架保持一定距离，防止升温后不能正常位移;排放口应有排水弯管，并引至安全位置，防止烫伤人员或损坏相临设施。排凝阀阀前短管 不应有弯管段，便于杂物排出和堵塞时的疏通。(4)本次吹扫条件确认时，发现部分固定管托未按图纸焊接，两个设计院设计的管段交接处管线膨胀问题没有衔接好。 改进建议:所有安装、焊接工作应在水压试验 前完成，验收工作应按规范进行，明确责任，及时 处理安装缺陷，不留尾项。 (5)本次吹扫是用吹扫基本理论和技术规范指导长距离蒸汽管线吹扫实践的一次有益探索。通过对吹扫参数的测算，特别是高吹管系数的选择，对传统的经验法吹扫有所突破。要进一步提高吹管效果，缩短吹扫时间，降低吹扫费用，还必 须继续探索和优化管线吹扫的方法和参数控制。 5 结语 (1)科学的分析吹扫机理，严格执行技术规范，认真测算吹扫技术参数，是制定吹扫方案完成吹扫工作的基础。 (2)对于长距离中压蒸汽管线，采用稳压吹扫与蓄热吹扫相结合，大流量、高吹管系数吹扫是可行的、有效的，可以节约吹扫时间和吹扫费用，提高吹扫质量，保证透平安全。(3)吹扫过程的操作，对吹扫效果有极大的影响，特别是沿线的排凝，每次暖管时都应开启、吹扫，不可忽略。(4)所有缺陷应在吹扫之前处理完毕，否则将影响吹扫进程。 参考文献