超大型火炬系統(tǒng)試壓實(shí)踐

黃長勝，李 靜，趙紅洲

（1.山東鐵雄新沙能源有限公司，山東巨野 274900；2.內(nèi)蒙古榮信化工有限公司，內(nèi)蒙古達(dá)拉特旗 014300）

超大型火炬系統(tǒng)對管道進(jìn)行嚴(yán)格的強(qiáng)度和嚴(yán)密性試驗，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)、管道存在的缺陷，檢驗管道質(zhì)量、安裝質(zhì)量，便于及早采取必要措施，消除火炬系統(tǒng)存在的問題和隱患。

1 概述

百萬噸級煤制油裝置火炬系統(tǒng)非常龐大、管網(wǎng)復(fù)雜，共7個相對獨(dú)立的火炬系統(tǒng)集中設(shè)置，且均為大口徑管道。試壓過程中存在線路長、口徑大、試驗壓力高、前期準(zhǔn)備工作量大、涉及裝置部門人員多、組織難度大、試壓條件和試壓設(shè)備不具備、無成熟可借用的經(jīng)驗等問題和難點(diǎn)。通過和設(shè)計院、施工單位、監(jiān)理單位和質(zhì)量監(jiān)督站共同協(xié)商確定，減少人力物力的浪費(fèi)，節(jié)省了成本，降低了工作量，縮短了工期，提高了效率。

2 火炬管線壓力

裝置火炬管線共7條，分別為開工火炬、事故火炬、低壓火炬、酸性氣火炬、烴類火炬、超低壓火炬Ⅰ、超低壓火炬Ⅱ；開工火炬主要是六臺二千噸級水煤漿氣化爐開車配套火炬，沿途有四個火炬分液罐與事故火炬共用；酸性氣火炬包括凈化低溫甲醇洗及硫回收酸性氣專用火炬；超低壓火炬Ⅰ包括凈化工序的變換和油品的壓縮機(jī)；超低壓火炬Ⅱ包括合成的還原PSA、低碳烴回收、PSA 氫回收、甲醇裂解等裝置；烴類火炬包括鍋爐、燃?xì)獍l(fā)電、低溫甲醇洗和冷凍站的丙烯、合成、油品等；事故火炬包括氣化、合成、變換、低甲、污水處理等。

設(shè)計院綜合考慮標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，火炬管網(wǎng)最高操作壓力和火炬界區(qū)內(nèi)各分液罐設(shè)計壓力，同意調(diào)整火炬管網(wǎng)設(shè)計壓力。各火炬管網(wǎng)最高操作壓力、火炬界區(qū)內(nèi)各分液罐設(shè)計壓力和調(diào)整火炬管網(wǎng)設(shè)計壓力如表1所示。

表1 確認(rèn)后的火炬管線壓力

3 試壓方案

火炬系統(tǒng)為壓力管道，新建裝置投用前必須嚴(yán)格按照國家規(guī)范要求進(jìn)行強(qiáng)度、密封性試驗，合格后方可投入使用。新建裝置在建設(shè)后期逐步轉(zhuǎn)入試開車階段，各項基礎(chǔ)條件均不完備、可用資源相對較少，為保證工期、提高效率，應(yīng)充分理論計算、結(jié)合已有的資源，完成火炬系統(tǒng)密封性試驗。安全距離的測算要準(zhǔn)確、有依據(jù)，一旦確定試壓時間后要按最大安全距離撤出無關(guān)人員，氣壓試壓的管道必須做好加固措施，大口徑盲板材料到廠后必須進(jìn)行無損檢測，以安全第一為原則。

1）結(jié)合設(shè)計條件及各管線、裝置的壓力匹配等實(shí)際情況進(jìn)行理論計算、建模，利用已完成壓力試驗的裝置及管線，就近與大型管線聯(lián)通進(jìn)氣，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通氣、試壓。

2）沒有試壓氣源的情況下，燃料氣Ⅰ壓縮機(jī)、燃料氣Ⅱ壓縮機(jī)在空氣工況下運(yùn)行，壓縮后空氣作為試壓用氣源。

3）按正常流程將壓縮空氣導(dǎo)入低壓燃料氣管網(wǎng)，聯(lián)通燃料氣管線與尾氣放空管，將試壓用壓力空氣導(dǎo)入尾氣放空管。

4）在合成燃料氣緩沖罐處經(jīng)DN150管線和油品罐區(qū)液化石油氣蒸發(fā)器處經(jīng)DN100管線兩處聯(lián)通管連接低壓氮?dú)夤芫€（低壓氮?dú)夤芫€分布較廣，能滿足就近與火炬管線聯(lián)通），聯(lián)通低壓氮?dú)馀c超低壓2火炬管線，將壓縮空氣導(dǎo)入超低壓2火炬管線。

5）超低壓1火炬、低壓火炬、烴類火炬、開工火炬等系統(tǒng)與就近的低壓氮?dú)夤芫€聯(lián)通，將壓力升至0.5MPa，利用儀表空氣管線繼續(xù)給上述四個管網(wǎng)升壓，直至升到試驗壓力。

6）酸性氣火炬及事故火炬管線與就近的低壓氮?dú)夤芫€聯(lián)通，將壓力升至0.5MPa 進(jìn)行預(yù)試壓查漏工作；啟動燃料氣Ⅰ壓縮機(jī)通過中壓燃料氣管線竄入凈化氣管線，利用凈化氣管線繼續(xù)給上述兩條管線升壓，直至升到試驗壓力。

4 試壓情況

試壓前進(jìn)行了分工確認(rèn)，明確了試壓總指揮，各施工單位分別負(fù)責(zé)各自界區(qū)內(nèi)的盲板和施工工作，公司內(nèi)部的生產(chǎn)技術(shù)部門負(fù)責(zé)方案技術(shù)審查，安全環(huán)保部門負(fù)責(zé)方案的安全及環(huán)保的監(jiān)督執(zhí)行情況，調(diào)度負(fù)責(zé)空氣使用的平衡協(xié)調(diào)，各車間負(fù)責(zé)其分管火炬管線操作。

1）利用已安裝調(diào)試完成的燃料氣Ⅰ壓縮機(jī)、燃料氣Ⅱ壓縮機(jī)，根據(jù)不同的試驗壓力需求啟動不同的壓縮機(jī)，無需單獨(dú)購置試壓設(shè)備或購置壓力試驗壓縮氣體，降低了企業(yè)試開車成本。極大縮短了企業(yè)整體試開車、投料開車的工期，如果按照原始試壓方案、思路進(jìn)行試壓工作，需等待鍋爐裝置、空分裝置投料開車供出合格的壓縮氣體。

2）減少部分常規(guī)水壓試驗的管線，一次性關(guān)聯(lián)試壓完成，傳統(tǒng)水壓試驗對各管線升壓、殘水吹掃都存在一定的困難，嚴(yán)重時會發(fā)生不可控的事故。

通過多管系關(guān)聯(lián)試壓，可減少試驗過程中的盲板使用量，減少盲板抽查的工作量；同時減少了試壓過程中工器具搬遷倒運(yùn)、排查泄漏點(diǎn)的時間，提高了效率。

3）通過多管系一次性關(guān)聯(lián)試壓，避免了各管理部門對各自管理所屬管線進(jìn)行單獨(dú)試壓帶來的人力、物力浪費(fèi)，提高了企業(yè)工作效率。

4）由于超大型火炬系統(tǒng)涉及全廠各單元裝置，涉及不同的施工單位、監(jiān)理單位、管理部門，存在非常多的交叉作業(yè)點(diǎn)，通過多管系一次性關(guān)聯(lián)試壓，減少了中間工作環(huán)節(jié)，降低了因溝通、檢查不到位發(fā)生安全事故的風(fēng)險。

5）超大型火炬系統(tǒng)投用前試壓在國內(nèi)仍是難點(diǎn)，特別是新建項目，利用既有資源、多管系關(guān)聯(lián)試壓，保證了后系統(tǒng)、裝置吹掃、置換、試壓、試開車可如期進(jìn)行，可極大縮短企業(yè)的試開車、投料開車進(jìn)度。

6）按照設(shè)計條件要求，對超大型火炬系統(tǒng)各管系必須進(jìn)行密封性、強(qiáng)度試驗，類似復(fù)雜情況壓力試驗在國內(nèi)非常罕見，利用該方法進(jìn)行的試壓均符合國家規(guī)范、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，對全國大型化工裝置建設(shè)、試開車做出了有益的探索，相對于常規(guī)的壓力試驗，可極大降低企業(yè)在超大型、多管系試壓的投入。

5 結(jié)束語

通過梳理不同火炬管道、分液罐的設(shè)計壓力，優(yōu)化了試壓方案，利用已經(jīng)完成試壓設(shè)備和管道作為貯存媒介，較好地解決了試車初期公用工程介質(zhì)不足的難題，業(yè)主主導(dǎo)，各方配合，集中智慧和力量，解決了超大型火炬的試壓和氣密性試驗，為煤制油裝置的試車奠定了基礎(chǔ)，也為國內(nèi)大型煤化工裝置的火炬施工、試壓和氣密性試驗做了有益實(shí)踐。