簡述超高壓蒸汽管道系統(tǒng)聯(lián)合吹掃主要步驟及控制

任德龍

摘 要：大型石油化工聯(lián)合裝置中供空分裝置蒸汽透平壓縮機使用的超高壓蒸汽管道系統(tǒng)，要求管道內(nèi)潔凈度很高，跨區(qū)域流程長，吹掃氣源壓力高，流量大。如何在確保安全質(zhì)量情況下完成類似的管道系統(tǒng)聯(lián)合吹掃，就必須要求各工序嚴守規(guī)程和方案要求進行操作，為了在短期內(nèi)達到吹掃打靶檢查合格的質(zhì)量目標，我們在管道系統(tǒng)引蒸汽吹掃前就對須吹掃的管道系統(tǒng)進行了化學清洗，以清除管道內(nèi)壁的大量的浮銹、顆粒和附著物。縮短蒸汽吹掃的實際工作時間，節(jié)約了蒸汽能源，工期和質(zhì)量都得到了保證。

關鍵詞：超高壓；蒸汽透平機組；吹掃；打靶

Brief ultra-high pressure steam piping system jointly purge the main steps and control

Ren De-long

（ Hualu Engineering Science and Technology Co.， Ltd. Xi'an，710065 China ）

Abstract： large petrochemical joint device for an air separation unit steam turbine compressor using ultra-high pressure steam piping system， requires pipe cleanliness is high， cross-regional flow， purge gas source pressure， flow. How to ensure the safety and quality similar joint purge piping system， each process must require adherence to procedures and programs to operate the purge targeting inspection and approval of the quality objectives in order to achieve in the short term， we cited the steam blowing in the pipe system sweep on the piping system to be purged before chemical cleaning to clear the pipe wall a lot of rust particles and attachments. Shorten the the steam purge actual work time saving steam energy， duration， and quality assurance.

Key words： high pressure； steam turbine unit； purge； shooting

1.概況

2007年5月神華煤直接液化項目先期工程由神華自備熱電廠經(jīng)由公用工程管廊至空分裝置的所有高壓蒸汽管道全部施工完畢。該蒸汽正常操作參數(shù)為溫度535℃、壓力9.0MPa，設計值分別為550℃、10.6MPa，正常操作流量（兩套）295噸/小時。

為了縮短吹掃時間，已對該管道系統(tǒng)相關單元及空分裝置界區(qū)內(nèi)的超高壓蒸汽管道進行聯(lián)合酸洗及鈍化處理完畢，合格。

聯(lián)合吹掃管道不包括自備熱電廠界區(qū)內(nèi)的管段，該部分由自備熱電廠自行吹掃，打靶合格后再與公用工程管廊界區(qū)處管道接點碰頭，自備電廠確保向外部穩(wěn)定供汽。

2.吹掃目的

清除管道內(nèi)殘留的雜質(zhì)、浮銹等，以免雜物進入蒸汽透平造成透平葉輪、密封及其它零部件的損壞。

3.吹掃原則

廠區(qū)域內(nèi)超高壓蒸汽管道的吹掃打靶工作由廠區(qū)生產(chǎn)總體組織和指揮，各項目組、空分裝置配合，由組織總承包單位和公用工程管廊施工單位負責吹掃過程中的具體操作。管道系統(tǒng)實行聯(lián)合吹掃打靶的方式，先對空分裝置109、110單元DN400管道同時實行吹掃打靶，打靶合格后再對汽輪機入口DN250管道同時實行吹掃打靶，吹掃采用降壓方式進行，直至打靶合格。

自備熱電廠界區(qū)內(nèi)的超高壓蒸汽管道由自備熱電廠組織吹掃，打靶合格后再與廠界區(qū)內(nèi)管道連接。

打靶合格與否的檢驗標準各管段均采用MAN Turbo提供的檢驗標準（見九）。

經(jīng)過和用戶專利商確認，位于空分裝置界區(qū)內(nèi)管道上的噴嘴式流量計不予拆除，隨主管道一起吹掃、打靶；自備熱電廠出界區(qū)的噴嘴式流量計同樣隨主管道一起吹掃。

鑒于蒸汽吹掃的有效性不在于每個階段吹掃的時間長短，而在于吹掃的次數(shù)，因此不采取連續(xù)吹掃的方式，既可以降低蒸汽消耗又可以提高吹掃效果。本次吹掃的時間每次為30分鐘。

4.吹掃前準備工作

4.1建設生產(chǎn)單位應做的準備工作

4.1.1人員準備

（1）排凝閥、吹掃臨時排放閥等閥門的開關操作監(jiān)督指導人員安排10人；

（2）測溫、記錄人員安排2人；

（3）管線膨脹檢查、監(jiān)測、記錄3人（其中空分車間1人、機動部1人、安全生產(chǎn)部1人）；

（4）現(xiàn)場安全監(jiān)督2人（安全生產(chǎn)部）；

（5）吹掃過程記錄1人（安全生產(chǎn)部）。

4.1.2 工器具準備

4.1.3 車輛準備

首次引汽時需要配備現(xiàn)場指揮車1輛，救護車在現(xiàn)場待命。

4.2項目組與EPC總承包商、施工單位

4.2.1 空分裝置內(nèi)吹掃用的壓力表已校驗，精度不低于1.5級，壓力表量程0～1.0MPa， 4塊，安裝在TE1160.1處（兩套共需兩塊）和空分裝置吹掃臨時管線（DN250）末端（兩套共需兩塊）；四公司在自備熱電廠進148單元第一個高點放空處加1塊壓力表，量程為0～1.6MPa。

4.2.2 吹掃需用的工器具（耳塞、扳手）及檢測靶板（DN400八塊，DN250八塊）等準備充足。

4.2.3 吹掃用的臨時管線已按圖紙要求配制完畢（見附圖：9.0MPa蒸汽管線吹掃示意圖），加固裝置已安裝完畢，經(jīng)檢查確認安全可靠；臨時管線、管件、閥門按4.0MPa設計，吹掃排放口設在空分裝置管道末端，要求如下：

（1）分別在空分裝置109、110單元進汽輪機管道第一道手閥前設置三通，接DN400臨時排放管線引至廠房外排放，排放口加消音器（共需要兩個，壓力等級均按PN4.0Ma設計），消音器要有明顯標志，并以50米為半徑劃定安全警戒范圍；

（2）在進汽輪機速關閥之前接DN250臨時排放管線，末端接至DN400管線上（兩條臨時線共用一個消音器）；

（3）汽輪機高壓密封汽管線（即DN25管線）入汽輪機的最后一道閥前加臨時管線，末端接至DN400臨時線上；

（4）所有臨時管線須支撐牢固可靠。

5.吹掃前應具備的條件

5.1公用工程單元及空分界區(qū)內(nèi)的超高壓蒸汽管道

（1）管道工程的施工質(zhì)量符合設計要求；系統(tǒng)管道機械安裝已經(jīng)結(jié)束，管道走向已按單線圖或管道布置圖的要求經(jīng)再次確認無誤，安裝質(zhì)量符合規(guī)范要求；

（2）管道支、吊架已安裝調(diào)整完畢，符合設計和安全要求，消音器的制作、安裝符合規(guī)范要求；

（3） 所有導淋管線已連接好并符合設計規(guī)范及操作要求；

（4） 管道強度實驗完畢且合格；

（5）管線高溫漆已刷、保溫結(jié)束；

（6）管線聯(lián)合酸洗完畢且合格，酸洗期間的臨時設施已拆除；

（7）吹掃現(xiàn)場已清理完畢，不影響吹掃管道的檢查；

（8）吹掃方案已經(jīng)過審查并得到批準，已對所有參加吹掃的人員進行全面的吹掃技術(shù)交底和專項安全培訓；

（9）下列資料已經(jīng)過項目組、監(jiān)理、總包、安裝單位共同復查通過：

① 管道、管件等材料證明書；

② 管道、管件、閥門設備等的檢驗或試驗記錄；

③ 管子焊接、安裝記錄；

④ 焊接檢驗記錄及熱處理記錄、報告文件；

⑤ 管道試壓記錄和酸洗記錄；

⑥ 設計修改及材料代用文件；

⑦ 供吹掃用的管道單線圖。

（10）整個吹掃區(qū)域做出明顯的標志并拉警戒線封閉，派專人監(jiān)護，無關人員嚴禁進入；

（11）施工單位已對管道各支架及允許偏移量做好原始標記；

（12）各個排凝閥已設置操作直梯或搭架子，滿足安全操作有關要求；

（13）空分界區(qū)內(nèi)的溫度、壓力、流量等儀表引出根部閥已關閉；

（14）測算管道的熱膨脹距離，對可能碰撞其它管線、橫梁的放空、排凝已采取必要的安全措施；

（15）參加吹掃工作人員配備完畢，分工明確。

5.2自備熱電廠

（1）自備熱電廠內(nèi)超高壓蒸汽管線吹掃打靶合格 （需經(jīng)生產(chǎn)車間、項目組、空分專利商代表確認）；

（2）自備熱電廠已做好配合吹掃的各項準備工作，0#爐出口流量、壓力、溫度等參數(shù)正常投用；

（3）控制吹掃流量的電動閥控制方式已從兩位式控制改為點動式控制；

（4）對該方案已進行必要的培訓。

5.3人員配備

要求參加吹掃的有關人員均要固定，全程參與，各負其責，確保吹掃過程中的人身及設備安全。

5.4聯(lián)合確認

首次引蒸汽前，由建設單位組織，項目HSE部、項目質(zhì)量部、各項目組、總承包商和施工單位共同對第五、六項中相關內(nèi)容進行聯(lián)合檢查，確認具備引蒸汽條件方可引汽暖管。

6.吹掃要點及注意事項

6.1 吹掃方法為暖管→吹掃→降溫→暖管→吹掃→降溫的方式重復進行。

6.2 吹掃必須先充分暖管，引汽一定要緩慢并注意疏水，防止發(fā)生水擊（水錘）現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)水擊，應采取如下措施處理：

沿途開大排凝，源頭減小汽量，如果仍然控制不住，則停止源頭蒸汽，開大排凝疏水。

6.3 首次暖管時，過程中必須經(jīng)常檢查管線的熱膨脹（與標記線位移量）、管道的滑動、彈簧支吊架等的變形及偏移情況是否正常，暖管應緩慢進行，嚴格控制暖管速度宜慢速加長時間，確保管系及相關結(jié)構(gòu)的安全。

（1）暖管前應確認：管道上所有排凝閥打開，管道上部的放空閥關閉，打開空分廠房內(nèi)的DN25臨時閥門；

（2）聯(lián)系電廠打開電動閥向管道內(nèi)緩慢引入蒸汽，對管道進行預熱、排凝，當排凝閥處蒸汽冒蘭煙時，從前往后逐步關小排凝閥，在管道末端溫度達300℃后關閉各排凝閥，逐漸開大空分廠房內(nèi)DN25臨時閥門進入吹掃階段；

（3）暖管由自備電廠控制蒸汽參數(shù)為溫度390℃、壓力3.5Ma、流量：10-30t/h；

（4）第一次暖管時間要適當長一些，大約需要4～5h，即升溫速度2℃/min左右。

6.4 首次吹掃時間為半小時，吹掃蒸汽參數(shù)為溫度390℃、壓力3.5Ma、流量：60-140t/h，調(diào)節(jié)

自備電廠的電動蒸汽閥門開度逐漸加大吹掃蒸汽流量，原則上按照蒸汽流量表（表9-2 ）來控制蒸汽流量，但視整個系統(tǒng)管道和末端放空的震動情況現(xiàn)場決定吹掃流量。

6.5 第二輪以后的暖管時間可以短一些，在3～4h，每次吹掃時間仍為半小時，降溫采用自然冷卻方式，管線冷至100℃以下后即可進入再次吹掃階段，大約吹掃10次，可進行打靶實驗；靶板采用內(nèi)置式鋁板4組，以備用。

根據(jù)其它項目的實際吹掃經(jīng)驗，不需要每次吹掃后都冷卻到100℃以下，10次吹掃中有3次大冷卻即可，這樣可以加快吹掃進程。

6.6 自備電廠汽包控制閥前的蒸汽條件作為系統(tǒng)管道吹洗系數(shù)的計算依據(jù)，即：

吹洗系數(shù)=（吹洗管道流量）2×被吹洗管蒸汽比容/（額定負荷流量）2×額定負荷蒸汽比容）

吹掃蒸汽壓力3.5MPa，溫度390℃，吹掃流量最大140T/H，實際流量可以根據(jù)現(xiàn)場壓力、溫度測量值、主管和支管的動量值以及整個管道及放空振動情況，合理調(diào)整吹掃流量。

6.7 高壓密封蒸汽管線的吹掃：在對DN400管道吹掃期間，DN25高壓密封蒸汽管線與其同步進行吹掃。

6.8 暖管及吹掃過程中，建設單位和施工單位要安排專人適時檢查、測量和記錄支架的偏移量及變形情況。

7.管道系統(tǒng)聯(lián)合吹掃步驟

7.1 打通流程：全關空分裝置內(nèi)的閥1、閥2、閥3、閥4，打開空分裝置內(nèi)的閥7、閥8，打開公用工程單元管道上的兩道排凝閥，地面上的排凝閥打開到適當位置。全開空分界區(qū)內(nèi)高壓蒸汽管道上第一道排凝閥，第二道閥門打開到適當位置。

7.2 暖管：聯(lián)系電廠打開電動閥向管道內(nèi)緩慢引入蒸汽，對管道進行預熱、排凝，當排凝閥處蒸汽冒蘭煙時，從前往后逐步關小排凝閥，在管道末端溫度達300℃后關閉各排凝閥，逐漸開大空分廠房內(nèi)DN25臨時閥門進入吹掃階段。暖管速率約1000C/小時，暖管速率的監(jiān)控可通過紅外線測溫儀檢測，溫度達到300℃（末端溫度）暖管結(jié)束。

7.3 吹掃：按照蒸汽流量表的數(shù)值由電廠控制，逐漸加大至允許流量進行吹掃半小時。

7.4 降溫：聯(lián)系自備熱電廠逐漸停汽，將管道上所有排凝全部打開，自然降溫至100℃左右。

7.5 再暖管：暖管時間可以短一些，暖管速率約120℃/H，操作步驟同“2” 。

7.6 再次吹掃：步驟同“3” 。

7.7 降溫：步驟同“4” 。

7.8 打靶：重復5、6、7操作步驟。10次后對109單元、110單元臨時排放線排放口進行打靶，若不合格則繼續(xù)對這段管道進行吹掃，直至連續(xù)兩次打靶合格。打靶結(jié)束后，轉(zhuǎn)入第二管段的暖管及吹掃工作。

7.9 第二管段（汽輪機入口DN250管道）的暖管及吹掃

打開DN250臨時線上的5、6閥門，打開閥1、3后的排凝，緩慢打開閥2、4開始對第二管段進行暖管、疏水，待暖管合格后，開始對汽輪機入口DN250管道進行吹掃。聯(lián)系自備電廠調(diào)整蒸汽參數(shù)至規(guī)定值，逐漸加大至允許流量吹掃半小時。

7.10 打靶：按5、6、7的步驟重復進行，6次后對空分裝置109單元、110單元DN250臨時排放線排放口進行打靶，若不合格則繼續(xù)對這段管道進行吹掃，直至連續(xù)兩次打靶合格。

7.11 超高壓蒸汽系統(tǒng)管道全部吹掃合格后，聯(lián)系自備熱電廠停汽，管道排凝，宜引壓縮空氣進行吹掃，便于將管道系統(tǒng)內(nèi)的凝液吹除干凈，拆除臨時設施，完善流程，系統(tǒng)恢復。

8.吹掃時間進度表和蒸汽流量表

9.吹掃效果檢驗

9.1 用打靶試驗的方法進行吹掃效果檢驗；

9.2 靶板規(guī)格：靶板的制作規(guī)格執(zhí)行MAN Turbo的要求；

9.3 全關蒸汽閥，確認無蒸汽流動時由空分裝置末端安裝靶板；

9.4 連續(xù)2次更換靶板進行打靶試驗，每次連續(xù)吹15分鐘，在40×40mm2范圍內(nèi)，以肉眼可見沖擊斑點符合下表中的要求為合格；

>0.2mm 少于10

10.安全注意事項及措施

超高壓蒸汽管網(wǎng)的吹掃是一項難度較大的工作，安全上的主要問題是防燙、防高空墜落、防噪聲，同時要注意在吹掃時不允許交叉作業(yè)，不允許有探傷作業(yè)。

（1）超高壓蒸汽吹掃時，溫度高流速快、噪聲大、且呈無色透明狀態(tài)，要求排放口設置消音器，且排放口必須引至室外，排放口周圍應設置警戒；

（2）吹掃期間發(fā)出的噪音將對全廠各區(qū)域的施工人員、操作人員產(chǎn)生較大影響，要求現(xiàn)場人員佩戴耳塞；

（3）吹掃蒸汽溫度高速度快，管道根部排凝閥在高空而無固定操作平臺，所以吹掃過程中防燙傷、跌落事故的發(fā)生是另外一個安全防范重點，要求施工單位把低點排凝引至地面，地面排凝操作時要安排專人；要求操作人員按規(guī)定穿戴個人防護用品（如安全帽、隔熱手套、勞保服裝），具體操作時認真謹慎、精心。

（4）管道吹掃時，必須設警戒線，無關人員不得入內(nèi)，并設專人監(jiān)護、巡查。

（5）由安全管理人員負責操作現(xiàn)場不允許交叉作業(yè)，不允許有探傷作業(yè)。

（6）防燙傷藥品放在空分車間辦公樓內(nèi)，一旦有人員燙傷，則盡快敷藥救治，如果情況嚴重，則及時聯(lián)系項目HSE救護車送醫(yī)院救治。

（7）為了降低排氣口噪音，須將排氣點引至裝置空地，并加裝消音器。

11. 9.0MPa蒸汽吹掃網(wǎng)絡計劃表

12.相關照片

13.結(jié)束語

本聯(lián)合吹掃方案的論證是經(jīng)過多次專項討論而最終確定，控制的重點首先是必須嚴格控制初期暖管速度，宜緩、穩(wěn)，不宜操之過急，其次要步調(diào)一致，統(tǒng)一指揮。不可多頭領導和下達指令。

管道系統(tǒng)暖管宜安排在白天，管道冷卻和排凝在夜間進行。

本次吹掃時間持續(xù)了十天就完成達到了打靶驗收合格的質(zhì)量要求。

14.聯(lián)合吹掃主要驗收規(guī)范和參考文件

（1）《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50235—97；

（2）《石油化工鋼制管道工程施工工藝標準》SH/T3517-2001；

（3）《石油、化工施工安全規(guī)程》SH3505-99；

（4） MAN Turbo“Requirements for Safe Steam Turbine Operation With respect to cleanliness of the water-steam circuit”；

（5）化工裝置實用操作技術(shù)指南（韓文光編著、化學工業(yè)出版社）；

（6）天津乙烯、海南煉化、遼化等企業(yè)高壓蒸汽管道的吹掃經(jīng)驗。