硫磺回收裝置蒸汽夾套管道設(shè)計(jì)和施工注意事項(xiàng)

朱寶劍 劉慧慧

關(guān)鍵詞：硫磺回收;夾套管道;注意事項(xiàng)

硫磺回收裝置中根據(jù)輸送介質(zhì)不同，夾套管道可設(shè)計(jì)為全夾套或者半夾套。全夾套是指管道系統(tǒng)中的管道、彎頭、閥門、三通等管件全部進(jìn)行夾套的一種管道結(jié)構(gòu)形式。半夾套是指管道系統(tǒng)中僅僅管道進(jìn)行夾套，彎頭、三通等管件不進(jìn)行夾套的一種管道結(jié)構(gòu)形式。無論對于那種形式，設(shè)計(jì)蒸汽夾套的目的都是為了給內(nèi)管進(jìn)行伴熱，避免內(nèi)管內(nèi)介質(zhì)在輸送過程中凝固或者結(jié)晶，造成管道堵塞或者對管道造成腐蝕破壞。鑒于夾套管道的特殊性和復(fù)雜性，在進(jìn)行夾套管道設(shè)計(jì)時，對于管道布置和管件選型等方面需要特殊考慮。同時，在現(xiàn)場施工時，施工人員也需要統(tǒng)籌規(guī)劃內(nèi)外管施工順序和檢驗(yàn)試壓，制定合理的施工方案。結(jié)合設(shè)計(jì)和施工過程中遇到的一些問題，以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)需要引起特別關(guān)注。

1 夾套管道設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)

夾套管道的設(shè)計(jì)應(yīng)該符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（如SH/T3040《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》）的設(shè)計(jì)要求。同時在夾套管道設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

1.1 合理設(shè)計(jì)夾套管道

對于蒸汽夾套管道應(yīng)該采用隔板或者夾套法蘭將套管分為若干夾套管段。每一夾套管段設(shè)置進(jìn)氣口和排液口。每一節(jié)夾套管段的長度取決于管道布置，并受內(nèi)管與套管熱漲量差的限制，每節(jié)夾套管的長度不宜超過6m[1]。夾套管水平敷設(shè)時應(yīng)該設(shè)置一定的坡度，具體坡度大小應(yīng)根據(jù)內(nèi)管介質(zhì)屬性具體考慮。輸送液硫夾套管道的坡向應(yīng)該與液硫的流向一致，自制硫爐到冷凝冷卻器到硫封罐再到硫池，夾套管線應(yīng)該步步低布置，且管道坡度越大越好。夾套管道在布置時應(yīng)該避免出現(xiàn)盲端或者“U”形彎，當(dāng)“U”形彎或盲端不可避免時，應(yīng)該在其低點(diǎn)設(shè)置凝結(jié)水疏水管線，以便及時將低點(diǎn)凝結(jié)水排出。對于豎直方向布置的夾套管道，當(dāng)采用四通作為改變管道走向的管件時，應(yīng)該在立管四通下部盲端設(shè)置低點(diǎn)疏水。

1.2 注意夾套管件的選型

夾套管道的內(nèi)管和外管的管件如法蘭、彎頭、三通、四通等應(yīng)該在設(shè)計(jì)時充分考慮各個方面的因素，合理選型，避免因?yàn)檫x型不當(dāng)而無法安裝。當(dāng)夾套管道改變走向，內(nèi)外管均采用彎頭時，應(yīng)該注意夾套內(nèi)管和外管的彎頭曲率半徑選擇。避免因?yàn)閮?nèi)外管的彎頭曲率半徑選擇不當(dāng)導(dǎo)致無法安裝或影響焊縫檢測。在SH/T 3040 《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》表7.2.3-1[1]和表7.2.3-2[1]中對于內(nèi)管和外管的彎頭曲率半徑有明確規(guī)定，可以參考執(zhí)行。對于輸送液硫的全夾套管道，通常采用四通作為改變管道走向的管件[2]。在四通選型和接管時應(yīng)該根據(jù)夾套法蘭的類型，合理設(shè)置直管段，避免四通接盲法蘭的兩端螺栓碰撞或者拆卸不便。當(dāng)夾套管道內(nèi)管管徑小于DN50時，內(nèi)管管件如彎頭、三通等不可采用承插焊管件，都應(yīng)該采用對焊管件（如下圖1所示），否者會導(dǎo)致內(nèi)外管無法安裝（如下圖2所示）。

1.3 合理設(shè)計(jì)供氣和疏水管道

對于蒸汽夾套管道，蒸汽應(yīng)該由高點(diǎn)給汽，低點(diǎn)排凝。每一夾套伴熱系統(tǒng)的供汽引入管線應(yīng)設(shè)置切斷閥;每一夾套伴熱系統(tǒng)的凝結(jié)水接出管線應(yīng)單獨(dú)設(shè)置疏水閥。每一套蒸汽供氣系統(tǒng)的有效伴熱長度應(yīng)該根據(jù)夾套管的配管情況、被伴熱介質(zhì)的屬性、維持溫度和蒸汽參數(shù)綜合考慮。在SH/T3040《石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范》第7.3條[1]“套管伴熱長度”中也有明確規(guī)定，可供參考。對于不同夾套管段進(jìn)行跨接時跨接線的布置不應(yīng)該妨礙夾套閥門閥桿操作。因?yàn)樵诂F(xiàn)場施工夾套內(nèi)管定位板、防護(hù)板等部件時，焊接焊渣或者管道銹垢等雜質(zhì)容易堵塞跨接管，難以清理。所以，跨接管宜設(shè)置為法蘭連接的形式，方便后期管道吹掃和檢查。當(dāng)夾套管道帶有夾套分支時，在設(shè)計(jì)蒸汽供氣系統(tǒng)時應(yīng)該避免出現(xiàn)同一夾套伴熱系統(tǒng)有多路供氣的情況。對于帶有旁路的夾套管線，應(yīng)該將旁路和主路設(shè)計(jì)為兩個獨(dú)立夾套伴熱系統(tǒng)，分別為旁路和主路設(shè)置獨(dú)立的供氣和回水系統(tǒng)。否則，因?yàn)橹髀泛团月诽坠軆?nèi)蒸汽阻力降不一致會影響到某一路的伴熱效果。

2 夾套管道施工注意事項(xiàng)

因?yàn)閵A套管道的特殊性和復(fù)雜性，在施工時比非夾套管道要復(fù)雜很多。對于施工人員的技術(shù)水平和施工經(jīng)驗(yàn)都有更高的要求。夾套管道的施工和驗(yàn)收應(yīng)該符合國家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，如SH/T 3546 《石油化工夾套管施工及驗(yàn)收規(guī)范》。根據(jù)在現(xiàn)場配合施工時出現(xiàn)的一些問題，以下幾個方面在進(jìn)行夾套管道施工時需要注意。

2.1 按照設(shè)計(jì)圖紙施工

對于夾套管道在設(shè)計(jì)圖紙中都會明確標(biāo)注管道的坡度是多少或者管道的坡度不應(yīng)該小于多少。但是在現(xiàn)場施工時，施工人員有時為了方便或者嫌麻煩而導(dǎo)致實(shí)際安裝的管道沒有坡度或者坡度不符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。這是不允許的，尤其是當(dāng)執(zhí)行國外項(xiàng)目時，更應(yīng)該注意。對于硫磺回收裝置，國外的設(shè)計(jì)人員或者檢查人員在裝置建成投產(chǎn)之前進(jìn)行現(xiàn)場檢查時，通常會對夾套管道的坡度逐根檢測，對于不滿足坡度要求的管道會要求進(jìn)行整改。對于設(shè)計(jì)圖紙中要求的內(nèi)管定位板應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求的距離和間隙進(jìn)行設(shè)置，避免因?yàn)槎ㄎ话灏惭b不當(dāng)導(dǎo)致內(nèi)管的熱位移受影響。當(dāng)設(shè)計(jì)圖紙中要求設(shè)置蒸汽入口防護(hù)板時，護(hù)板的厚度和設(shè)置位置應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求執(zhí)行。避免因?yàn)榉雷o(hù)板的厚度選擇不當(dāng)或者位置錯誤而影響蒸汽伴熱效果或者造成管道損傷。為了達(dá)到最好的保溫效果，夾套管道上的閥門、法蘭等管件通常都會在設(shè)計(jì)圖中有明確的保溫要求。在現(xiàn)場施工時，應(yīng)該按照設(shè)計(jì)圖中的要求，對于法蘭和閥門設(shè)置合適的保溫措施。同時對于保溫材料的選擇和保溫厚度也應(yīng)該按照設(shè)計(jì)圖中的要求執(zhí)行。

2.2 合理安排施工順序，確保內(nèi)外管檢測和試壓

對于夾套管道，內(nèi)管和夾套外管應(yīng)該分別進(jìn)行焊縫檢測和壓力試驗(yàn)[3]。因此，在夾套管預(yù)制時，應(yīng)該預(yù)留調(diào)整管段，管段的調(diào)節(jié)裕量宜為50mm～100mm，調(diào)整管段的接縫位置應(yīng)該避開套管開口處。對于全夾套的管道，在內(nèi)管焊縫處的套管應(yīng)預(yù)留150mm長的缺口[1]，待內(nèi)管焊縫經(jīng)過檢測和試壓合格之后，方可進(jìn)行隱蔽作業(yè)。夾套外管的壓力試驗(yàn)應(yīng)該在管段或者系統(tǒng)焊接、檢查和檢驗(yàn)合格之后進(jìn)行。

2.3 保證管道清潔，避免焊渣、銹垢等雜物留存在內(nèi)管與套管之間

在進(jìn)行夾套管施工時應(yīng)該將管道銹垢等雜質(zhì)清理干凈，并避免焊渣落入內(nèi)管和套管之間的空腔內(nèi)。如果這些雜物在內(nèi)外管之間的空腔內(nèi)存在，在后續(xù)的吹掃和試壓時如果無法清理干凈，則會影響蒸汽的流速，導(dǎo)致管道升溫慢，甚至無法達(dá)到設(shè)計(jì)溫度。

3 總結(jié)

在硫磺回收裝置中，對于夾套管線合理設(shè)計(jì)和正確施工是實(shí)現(xiàn)裝置平穩(wěn)運(yùn)行的關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)階段，對于管道走向、管件選型、蒸汽供氣和凝結(jié)水回水等方面應(yīng)該綜合考慮，合理布置配管。在施工階段，應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙要求，綜合考慮管道檢測和試壓，確定合理施工順序，確保管道施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] SH/T3040-2012.石油化工管道伴管和夾套管設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中華人民共和國工業(yè)和信息化部，2012.

[2]廖瑩.夾套管在硫回收裝置中的應(yīng)用[J].化工設(shè)計(jì)，2015 （02）.

[3] SH/T3546-2011.石油化工夾套管施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].中華人民共和國工業(yè)和信息化部，2011.