煉廠管線吹掃方法的分析和應用

吳建蓓 賈雷（中海煉化惠州煉化分公司運行六部 廣東 惠州 516086）

引言

在煉化產(chǎn)業(yè)的儲運系統(tǒng)中，管線吹掃是常見的工藝操作，在管線投用前、管線長期停用前、管線或與管線連接設備更換、檢修和改造時，需要進行管線工藝吹掃。與長距離輸油輸氣管線相比，煉廠管線具有距離短、支線多、管徑不一以及涉及儲罐、機泵等設備的影響的特點，所以煉廠管線吹掃不能單純參照一般性的氣體增壓爆破式吹掃和穩(wěn)壓連續(xù)性吹掃方法，需根據(jù)煉廠管線特點，控制油氣管線的吹掃技術。

一、研究現(xiàn)狀

目前儲運方面對管線的清理主要有清管器發(fā)和管線吹掃，清管器發(fā)主要針對管線內(nèi)結蠟、凝堵和大塊雜物的清理；對管線吹掃，在長輸管線、油田和集氣集油站或煉廠的主干線的吹掃方面一般為增壓爆破法和穩(wěn)壓連續(xù)吹掃法。

煉廠的管線吹掃有其特殊性，第一，管線的支線多，管徑變化大，三通、彎頭多，并且管線鋪設的水平和垂直偏度大；第二，吹掃時受裝置、儲罐和設備的影響大，比如儲罐的浮盤、管線過裝置和機泵等情況。所以，在進行管線吹掃時需要考慮的方面多，增壓式爆破法和穩(wěn)壓連續(xù)性吹掃法都有其弊端，不能單純的使用一般的管線吹掃方法。

二、方法分析

1.增壓式爆破法分析

氣體增壓式爆破法是在被吹掃的管線一端用爆破片封閉，另一端用吹掃介質(zhì)（氮氣、蒸汽或增壓空氣）向管線內(nèi)通入，當管線內(nèi)吹掃介質(zhì)的壓力超過爆破片的最大承壓時，爆破片突然爆破，高壓吹掃介質(zhì)迅速膨脹，壓能轉化為動能，瞬間以極高的速度流出，在壓力和氣流的作用下，推動或攜帶管線內(nèi)的介質(zhì)向低壓端流動。爆破式吹掃方法對大管徑直管段的管線吹掃有很好的效果，常用于長輸管線的吹掃中。

但是在煉廠的管線吹掃中，爆破發(fā)吹掃有其弊端。首先，煉廠管線吹掃的去向一般是污油管網(wǎng)污油罐或同品種的儲罐，很多時候吹掃路徑涉及機泵、儀表和儲罐，所以對管線內(nèi)氣流的吹掃流速和爆破壓力有較高的精度要求，而爆破吹掃時這方面很難控制；其次，管線彎頭多、支線多，在采用爆破吹掃時，氣流和介質(zhì)一同向前推動的過程中，遇到彎頭或管線變徑受阻，在爆破壓力下降的情況下，有可能造成介質(zhì)反串回來。而且在氣液兩相比例懸殊的后期，帶壓的氣流基本從管線上部流走，很難繼續(xù)推動液體一起，形成吹掃不完全不干凈。

2.穩(wěn)壓連續(xù)性吹掃法分析

穩(wěn)壓連續(xù)性吹掃是利用穩(wěn)定的吹掃介質(zhì)連續(xù)不斷地通入管線內(nèi)，依靠吹掃介質(zhì)的壓力源源不斷地轉化為流動的動能，推動管線內(nèi)介質(zhì)向前流動排出，達到吹掃置換的目的。它主要應用在小管徑的管線吹掃上。但是在煉廠較大管徑和管線布局復雜的情況下，穩(wěn)壓連續(xù)性吹掃在吹掃的后期很容易形成管線內(nèi)氣液兩相穩(wěn)定的流動狀態(tài)，缺乏氣流對液相的擾動，在彎頭和豎直管段低點處很難吹掃干凈，達不到理想效果。

3.實際吹掃分析及意見

煉廠管線的結構布置復雜、過裝置和設備多，吹掃時有其特殊性，結合煉廠管線吹掃的實際情況容易發(fā)現(xiàn)，吹掃過程中對吹掃方法的應用主要應該注意幾方面的問題：

（1）吹掃壓力和流速。壓力過大流速太快容易形成氣相從管線上部直接排走，或者氣液兩相裹挾紊流嚴重，容易造成儲罐浮盤吹翻、設備儀表損壞等情況。

（2）氣液兩相流態(tài)。吹掃過程中管線內(nèi)介質(zhì)的流態(tài)對吹掃效果很重要，而流態(tài)的形成受到流速、管徑大小、氣液兩相比例、吹掃距離和路徑等因素的影響。

由此可見，單方面的吹掃方式在煉廠管線的吹掃應用中都存在不穩(wěn)定性，實際應用時結合具體的管線采用混合吹掃方法才能更好地進行工藝處理。在此可稱之為“先增壓爆破，后穩(wěn)壓吹掃”和“先穩(wěn)壓吹掃，后增壓爆破”的混合吹掃方法，操作的手法與單個方法的運用相同，只是充分利用兩者的優(yōu)點，在管線內(nèi)變相時轉變吹掃方式。以下以實際應用為例做以說明。

三、實際應用

中海煉化惠州煉化分公司的234汽油罐區(qū)，2011年檢修期間需要吹掃93#、97#兩條D N 600的大管徑進泵線，吹掃點從泵區(qū)開始，接D N 80的吹掃金屬軟管，吹掃介質(zhì)為氮氣，管線長度各為310 m左右，滿線油品約為90 m3，而且中間有角度彎頭和八條連接儲罐的分支線，管線布置有一定坡度，末端連接污油系統(tǒng)的跨線為直接向上方向。吹掃去向為末端的一臺內(nèi)浮頂儲罐，后期為污油系統(tǒng)管網(wǎng)。按照正常的思維模式，在單獨采用爆破式和連續(xù)式吹掃方法后發(fā)現(xiàn)效果很不理想，用爆破式吹掃方法，前期的效果非常顯著，但是到后期管線內(nèi)存液量較少的時候，由于氣液兩相比例懸殊的情況下，氣相壓縮性更強，在泄壓的瞬間氣體排出的速度要比液體快得多，爆破時閥門過快打開，氣體沿空間上部排出，造成了排氣不排液的情況，憋壓開閥后壓力降得很快，但帶出的液體卻很少，氮氣使用量大，而且容易出現(xiàn)“反串”的現(xiàn)象。

最后引入了上述稱為“先增壓爆破，后穩(wěn)壓吹掃”的方法，前期利用爆破式吹掃的原理方法，在管線一端充氮氣到定值后，末端通過調(diào)節(jié)快速開關一個D N 80的閥門，用管線內(nèi)泄壓時產(chǎn)生的強大沖擊力，促使氣液兩相快速排出，達到爆破吹掃的效果。后期選擇使用常規(guī)連續(xù)性吹掃的方法，用“保持壓力、小開出口”的方法，讓管線內(nèi)部形成相對穩(wěn)定的流動形態(tài)，慢慢地排出液體。應用混合吹掃的方法，最后管線處理取得了很好的效果，管線內(nèi)幾乎沒有殘油和水，完全達到施工標準。

結論

基于煉廠管線處理的相對特殊性，大管徑采用爆破式吹掃小管徑采用連續(xù)式吹掃的方式并不完全正確，反而是在實際運用過程中可能顛覆之間的關系，混合吹掃方式才更適用于復雜的吹掃環(huán)境。

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