制漿造紙工程蒸汽管道吹掃實(shí)踐

徐 超

（山東貝利工程咨詢有限公司，山東濟(jì)南，250101）

近年來，隨著制漿造紙行業(yè)的發(fā)展及項(xiàng)目規(guī)模的不斷擴(kuò)大，作為全廠最重要系統(tǒng)之一的蒸汽系統(tǒng)的管道吹掃也一直受到項(xiàng)目建設(shè)者的重視。在蒸汽管道吹掃原理及參數(shù)選擇等技術(shù)性問題均日趨成熟的基礎(chǔ)上，筆者以國內(nèi)某大型紙板機(jī)項(xiàng)目中的高壓及中、低壓蒸汽管道吹掃實(shí)際案例，分析和探討了制漿造紙項(xiàng)目中蒸汽管道吹掃的流程要點(diǎn)和關(guān)鍵步驟，以期為其他項(xiàng)目實(shí)施者提供實(shí)際的參考價(jià)值。

1 蒸汽管道吹掃概述

1.1 蒸汽管道吹掃原理

蒸汽管道吹掃是利用蒸汽在管道中高速流動(dòng)對(duì)固體雜質(zhì)的沖刷力將雜質(zhì)帶走，同時(shí)利用吹掃過程中蒸汽溫度的反復(fù)升降，使依附在管道上的氧化皮、焊渣等雜質(zhì)因與母材管道受熱膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生脫落，被蒸汽吹出管外[1]。

1.2 蒸汽管道吹掃目的

制漿造紙工程項(xiàng)目中一般都會(huì)存在高壓蒸汽管道和中、低壓蒸汽管道。高壓蒸汽管道主要吹掃清除管道內(nèi)雜物、銹蝕和焊渣等，保證蒸汽質(zhì)量，以免造成設(shè)備損壞、閥門堵塞及閥門密封面的損傷，為機(jī)組、加熱設(shè)備的安全長周期運(yùn)行提供可靠保障。中、低壓蒸汽管道為熱電廠區(qū)域的回?zé)岢闅夂凸嵴羝约暗郊垯C(jī)和其他各車間用汽點(diǎn)的中、低壓蒸汽管路，為清除此部分管道內(nèi)的銹蝕、雜物及保證蒸汽質(zhì)量，中、低壓蒸汽管路也需要進(jìn)行吹掃[2-3]。

1.3 蒸汽管道吹掃參數(shù)選定

吹掃參數(shù)的選定應(yīng)能保證吹掃時(shí)蒸汽對(duì)管壁的沖刷力大于額定工況下蒸汽對(duì)管壁的沖刷力，即被吹掃系統(tǒng)任何一點(diǎn)的吹掃系數(shù)（K）均應(yīng)大于1（一般取1＜K＜1.5），具體計(jì)算見式（1）。

通常蒸汽管道吹掃時(shí)管內(nèi)蒸汽流量是工作額定值的50% ～70% ，一般吹掃蒸汽在各不同壓力等級(jí)管道下的流速不同，高壓（4～12 MPa）蒸汽流速管道≥60 m/s、中壓（1～4 MPa）蒸汽流速管道≥40 m/s、低壓（＜1 MPa）蒸汽流速管道≥30 m/s即可滿足吹掃要求。

1.4 蒸汽管道吹掃依據(jù)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

本文所探討的工程項(xiàng)目實(shí)例中吹掃依據(jù)及引用的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)包括：有關(guān)蒸汽系統(tǒng)的基礎(chǔ)和詳細(xì)設(shè)計(jì)及管道施工圖紙；GB 50235—2010《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；GB 50184—2011《工業(yè)金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》；GB/T 20801—2006《壓力管道規(guī)范-工業(yè)管道》；GB 50185—2010《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；GB 12523—2011《建筑施工場(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》；《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》勞動(dòng)部發(fā)（1996）140號(hào)；DL 5190.3—2012，DL 5190.5—2012《電力建設(shè)施工技術(shù)規(guī)范》；DL/T 5210.5—2009《電力建設(shè)施工質(zhì)量驗(yàn)收及評(píng)價(jià)規(guī)程》。

2 蒸汽管道吹掃要點(diǎn)

2.1 蒸汽管道吹掃前準(zhǔn)備工作

蒸汽管道吹掃前需吹掃的蒸汽管道安裝工作已結(jié)束并完成。吹掃前應(yīng)制定并批準(zhǔn)吹掃方案，設(shè)立指揮組，并組織設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)、吹掃工作組進(jìn)行聯(lián)合檢查，人員就位，分工明確。吹掃、應(yīng)急物資等應(yīng)到位，鍋爐應(yīng)運(yùn)行穩(wěn)定，以保證吹掃用氣量。管道支吊架安裝、焊口熱處理及其他檢驗(yàn)工作應(yīng)檢驗(yàn)合格；吹掃系統(tǒng)的疏水管道可以投入使用以保證暖管工作的需要；臨時(shí)管道、支吊架及消音器等安裝完畢，并符合有關(guān)規(guī)定；對(duì)閥門、儀表、設(shè)備采取有效的保護(hù)措施；靶片、靶架也應(yīng)準(zhǔn)備齊全。本文項(xiàng)目實(shí)例中采用20×200×5 mm鋁板做靶片，安裝方向垂直于氣流沖擊的方向，如圖1所示。

圖1 靶片安裝

2.2 蒸汽管道吹掃原則

蒸汽管道吹掃原則：以暖管→吹掃→降溫→暖管→吹掃→降溫的方法重復(fù)進(jìn)行吹掃；為避免互相污染，高、中、低壓蒸汽管道分別單獨(dú)吹掃。

2.3 蒸汽管道吹掃順序

蒸汽管道吹掃通常按管網(wǎng)配置順序進(jìn)行，先吹掃高壓蒸汽管道，然后吹掃中壓蒸汽管道，最后吹掃低壓蒸汽管道。對(duì)每級(jí)管道，先吹掃主干管道，在管道末端排放，然后吹掃支管，先近后遠(yuǎn)。

3 蒸汽管道吹掃實(shí)例

3.1 吹掃管道屬性及范圍

本文項(xiàng)目實(shí)例中參與吹掃的高壓蒸汽管道（熱電廠區(qū)域）長度共約337 m，管路從主分氣缸到汽輪機(jī)主汽閥，工作壓力為9.6 MPa，工作溫度為520℃，材質(zhì)為12Cr1MoV，管徑為DN300 和DN200，管道布置示意圖如圖2所示。

圖2 熱電廠區(qū)域高壓蒸汽管道布置示意圖

參與吹掃的熱電廠區(qū)域中、低壓蒸汽管道分為：回?zé)岢闅夂凸嵴羝艿溃艿缹傩匀绫?所示。

表1 中、低壓管道屬性

造紙車間所用低壓蒸汽管徑為DN150～DN700 管路，總長度約2500 m，設(shè)計(jì)壓力0.8 MPa，工作壓力0.35 MPa，設(shè)計(jì)溫度220℃，工作溫度160℃；中壓蒸汽管徑為DN150～DN350 管路，總長度約800 m，設(shè)計(jì)壓力1.5 MPa，工作壓力1.0 MPa，設(shè)計(jì)溫度250℃，工作溫度195℃。中、低壓蒸汽管道布置示意圖分別如圖3和圖4所示。

3.2 蒸汽管道吹掃參數(shù)選定

根據(jù)確定的吹掃倍數(shù)、在50% ～70% 額定工況下的最低吹掃汽量，相對(duì)來說，低壓、高溫吹掃能達(dá)到事半功倍的效果，可通過減溫減壓器實(shí)現(xiàn)此條件，如果沒有減溫減壓器則可通過加裝吹掃閥來實(shí)現(xiàn)，減壓后條件以不超過管道額定溫度為宜，特意的升溫存在浪費(fèi)蒸汽的現(xiàn)象。

圖3 造紙車間中壓蒸汽管道布置示意圖（部分）

圖4 造紙車間低壓蒸汽管道布置示意圖（部分）

熱電廠區(qū)域高壓蒸汽管道從汽包到汽輪機(jī)以及降溫減壓站的進(jìn)氣主管應(yīng)降壓吹掃，壓力應(yīng)以汽包壓力為準(zhǔn)，此項(xiàng)目實(shí)例中吹掃蒸汽壓力控制在5.5 MPa、溫度400℃；從鍋爐汽包經(jīng)降溫減壓站到中、低壓分氣缸以及冷凝器等蒸汽管道為穩(wěn)壓吹掃，應(yīng)以減溫減壓器后的壓力溫度為準(zhǔn)。

本項(xiàng)目實(shí)例中造紙機(jī)車間中、低壓蒸汽吹掃蒸汽壓力為0.5 MPa，溫度160℃，流速30～60 m/s。

3.3 蒸汽管道吹掃主管出口管道

蒸汽管道吹掃末端出口管道需加固支撐，且須注意排汽口不得朝向設(shè)備及人行道路。如吹掃出口附近有變壓器等裝置，也應(yīng)考慮將排氣出口設(shè)置于變壓器的下風(fēng)口，以防止鐵屑污染變壓器造成短路。出口管道應(yīng)按照現(xiàn)場(chǎng)吹掃口的實(shí)際情況，綜合考慮加固、振動(dòng)及噪音污染等方面來處理。圖5為本文案例中出口管道的設(shè)置方案。

3.4 蒸汽管道吹掃程序及分段

高壓蒸汽管道集中在熱電廠區(qū)域，需按管網(wǎng)配置順序分段吹掃，因與造紙車間關(guān)系不大，具體分段不在此贅述。

結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)例，造紙機(jī)車間中、低壓蒸汽管道吹掃程序分段及順序建議為：①低壓分氣缸到造紙機(jī)濕部區(qū)域蒸汽主管；②低壓分氣缸到造紙機(jī)溫水罐換熱器蒸汽主管；③低壓分氣缸到廠房通風(fēng)換熱器蒸汽主管；④低壓分氣缸到通風(fēng)層通風(fēng)設(shè)備蒸汽盤管蒸汽主管；⑤低壓分氣缸到干燥部蒸汽主管；⑥前干燥閃蒸蒸汽主管；⑦前干燥各組烘缸蒸汽供氣主管、閃蒸蒸汽管道及蒸汽熱泵前后蒸汽管道（如有），每組分段分步進(jìn)行；⑧用于涂布（淀粉）站及其通風(fēng)設(shè)備蒸汽盤管的中壓蒸汽主管；⑨用于熱泵等用點(diǎn)的中壓蒸汽主管。

圖5 蒸汽管道吹掃末端出口管道方案

將以上分組按照：暖管→吹掃→降溫→暖管→吹掃→降溫的方法重復(fù)進(jìn)行吹掃，在本項(xiàng)目實(shí)例中，第一次暖管時(shí)間為2～3 h，暖管結(jié)束后開始進(jìn)行穩(wěn)壓吹掃并持續(xù)15～30 min；吹掃結(jié)束后進(jìn)行3～6 h冷卻，至整個(gè)管道冷卻至周圍溫度時(shí)再以相同程序進(jìn)行重復(fù)吹掃，其中第二輪及以后的暖管時(shí)間可適當(dāng)縮短，當(dāng)吹掃管道首端和末端溫度相近時(shí)即暖管結(jié)束。兩個(gè)吹掃程序后如達(dá)到吹掃合格標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束吹掃，在吹掃管道末端連接處安裝盲法蘭或其他連接件以防止二次污染。

3.5 蒸汽管道吹掃合格標(biāo)準(zhǔn)

本項(xiàng)目實(shí)例中吹掃質(zhì)量合格驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為：高壓蒸汽管道打靶合格標(biāo)準(zhǔn)參照DL/T 5210.5—2009，連續(xù)兩次更換靶板檢查，靶板上的沖擊疤痕≤0.8 mm，0.5～0.8 mm （包括0.8 mm） 的斑痕不大于8 點(diǎn)，0.2～0.5 mm的斑痕均勻分布為合格。

中、低壓蒸汽管道不需要打靶，對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行20～30 min 的穩(wěn)壓吹掃，冷卻后再重復(fù)吹掃。吹掃是否結(jié)束應(yīng)由業(yè)主、管理公司、監(jiān)理等多方確認(rèn)，以排汽口排汽呈白色為合格。

本項(xiàng)目實(shí)例中，熱電廠區(qū)域高壓及中、低壓蒸汽管道吹掃用時(shí)總計(jì)約13天完成并全部達(dá)到吹掃合格標(biāo)準(zhǔn)，造紙車間中、低壓蒸汽管道吹掃用時(shí)總計(jì)約23天完成并全部達(dá)到吹掃合格標(biāo)準(zhǔn)。其中造紙車間蒸汽管道吹掃在熱電廠蒸汽及室外管橋蒸汽管道吹掃完成后進(jìn)行。

3.6 蒸汽管道吹掃實(shí)施情況與注意事項(xiàng)及建議

結(jié)合本項(xiàng)目實(shí)際案例，在蒸汽管道吹掃實(shí)施過程中遇到的部分問題及解決情況如下。

（1）在部分蒸汽管道吹掃過程中，經(jīng)過反復(fù)吹掃仍有污染物或在靶板仍出現(xiàn)超標(biāo)痕跡。經(jīng)排查與分析發(fā)現(xiàn)，部分疏水排液閥因位置不好、操作不便，在暖管過程中沒有全部打開，使得疏水短管內(nèi)聚集泥沙焊渣等雜物，致使屢次打靶或吹掃結(jié)果不合格。

解決辦法：對(duì)疏水排液閥及管線進(jìn)行排查，在難處理的部分進(jìn)行徹底割除更換，疏通后打開排液閥進(jìn)行吹掃，直到吹掃結(jié)果合格。

改進(jìn)建議：暖管工作前疏水管道可全部投入使用，暖管時(shí)必須保證管道疏水排液閥門全開，如疏水點(diǎn)無水排出，必須查明原因后才可開始吹掃。如有已堵塞的排液閥排液管線，必須徹底疏通。

（2）在蒸汽管道吹掃過程中發(fā)生有管架混凝土梁被拉裂的情況，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，有多于設(shè)計(jì)數(shù)量的額外固定點(diǎn)并造成了管架的破壞。

解決辦法：按照設(shè)計(jì)文件重新連接支架并改變支架形式，同時(shí)按設(shè)計(jì)文件檢查所有支架情況。

改進(jìn)建議：蒸汽管道支架在吹掃工作進(jìn)行前要仔細(xì)檢查并驗(yàn)收，尤其是固定點(diǎn)支架。在暖管時(shí)就要隨時(shí)檢查管道受熱后系統(tǒng)的膨脹狀況是否符合設(shè)計(jì)要求，如有問題及時(shí)反饋并調(diào)整。在吹掃前可在滑動(dòng)管托的滑板上畫線以便核定熱膨脹時(shí)滑動(dòng)的距離。

（3）在蒸汽管道吹掃過程中發(fā)生有蒸汽管道疏水排液管道與管架碰撞的現(xiàn)象，經(jīng)檢查與分析發(fā)現(xiàn)，排液管線安裝與管架距離太近，并阻擋了蒸汽管道熱膨脹中的熱位移。

解決辦法：切割并重新安裝了部分距離管架太近的疏水排液管道。

改進(jìn)建議：疏水排液管道與閥門除考慮易于操作維護(hù)外，也要考慮蒸汽管道的熱膨脹造成的位移問題，不能安裝在與管架距離太近的位置。

其他注意事項(xiàng)與工作建議包括以下幾方面：①為減少蒸汽管道吹掃時(shí)蒸汽量的損耗，在吹掃前應(yīng)完成主管的保溫工作，疏水排液的管道可暫不完成保溫，以便于上文中所提如有堵塞情況下的處理。②在蒸汽吹掃前，可先用空氣或氮?dú)膺M(jìn)行預(yù)吹掃，目的是將水壓試驗(yàn)后殘留在管道中的水排掉，以防止在蒸汽管道暖管時(shí)造成水擊現(xiàn)象，同時(shí)也避免產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物。③對(duì)個(gè)別吹掃不到的死角應(yīng)拆開，進(jìn)行人工清洗。④在吹掃結(jié)束后，應(yīng)采取措施防止管內(nèi)再次積水生銹，避免使用時(shí)需要再次吹掃。⑤對(duì)長距離、大口徑蒸汽管道，可在吹掃前進(jìn)行化學(xué)清洗等技術(shù)措施，以提高效率并降低能耗。

4 結(jié) 語

在制漿造紙工程中的蒸汽管道，由于其壓力高、溫度高的特性，在吹掃過程中有許多問題需要注意，只有在實(shí)際工作中將細(xì)節(jié)做到位，對(duì)吹掃參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)定，按管網(wǎng)配置順序合理分段，才能保證吹掃工作的安全、順利進(jìn)行。