淺析蒸汽管網(wǎng)運行中存在的問題與解決方法

王云龍

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江 鶴崗 154100）

中海石油華鶴煤化有限公司3052裝置蒸汽管網(wǎng)有9.81MPa(G)、4.3MPa(G)、1.0MPa(G)和0.6MPa(G)4個壓力等級，而2.35MPa(G)蒸汽管網(wǎng)僅在尿素裝置內(nèi)部。各級管網(wǎng)承受的蒸汽壓力、溫度均不同，上級管網(wǎng)的蒸汽壓力、溫度高于下級管網(wǎng)。上級管網(wǎng)的蒸汽通過各個壓縮機透平抽氣、減溫減壓器、廢熱鍋爐供下級管網(wǎng)，高參數(shù)蒸汽在減溫減壓器內(nèi)與均勻噴出的減溫水混和，其溫度下降，體積增大，壓力下降，在符合下級管網(wǎng)蒸汽參數(shù)時，供下級管網(wǎng)。各級管網(wǎng)只接受同等級的蒸汽參數(shù)，各管網(wǎng)接受的蒸汽，供向各管網(wǎng)指定的用戶。

上級管網(wǎng)通過減溫減壓器向下級管網(wǎng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷，各級管網(wǎng)上的放空閥在管網(wǎng)蒸汽壓力高時自動開啟，以保證管網(wǎng)的運行平穩(wěn)。各級管網(wǎng)上的安全閥為最終保護(hù)。高壓蒸汽管網(wǎng)汽源為熱電站3臺170t/h高壓循環(huán)流化床鍋爐，正常工況下，3臺鍋爐同時運行，供給裝置的9.8MPa(G)、540℃蒸汽最大428.0t/h。中壓蒸汽管網(wǎng)汽源為變換中壓廢鍋產(chǎn)汽、空壓機透平抽汽、合成氣壓縮機透平抽汽、汽輪發(fā)電機中壓抽汽。次中壓蒸汽管網(wǎng)氣源主要由4.3MPa(G)、440℃中壓蒸汽管網(wǎng)減壓來提供，即1#中壓減溫減壓器U37004，用戶主要有煤氣化、空分、酸脫裝置。低壓蒸汽汽源由變換低壓廢鍋、汽輪發(fā)電機抽汽提供，用戶為合成氨、空分、煤氣化、尿素、采暖及除氧器。

1 蒸汽管網(wǎng)運行中存在的問題

1.1 高壓蒸汽減壓到中壓蒸汽減壓閥閥門卡澀

（1）在蒸汽管網(wǎng)運行中，減壓閥和放空閥是至關(guān)重要的，當(dāng)運行中的機組透平出現(xiàn)問題而跳車時，這時會有很大的蒸汽量退回到蒸汽管網(wǎng)中，而現(xiàn)在必須立即打開放空閥和減壓閥，目的就是為了將這臺機組透平的用汽量通過放空閥泄到大氣中，從而穩(wěn)定此級蒸汽管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定，避免出現(xiàn)管網(wǎng)超壓安全閥起跳的現(xiàn)象。另外帶有抽汽的透平跳車時，這部分抽汽量就會通過減壓閥快速打開補充到下級蒸汽管網(wǎng)內(nèi)，從而穩(wěn)定下級蒸汽管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定，進(jìn)而保證下級管網(wǎng)的各個用戶不會因為蒸汽量不夠而影響穩(wěn)定運行。這種情況時減壓閥閥門卡澀，就會給蒸汽管網(wǎng)帶來很大的影響，嚴(yán)重時會造成系統(tǒng)停車。

（2）空壓機、合成氣壓縮機開車過臨界前會提前在中壓蒸汽管網(wǎng)預(yù)留一些放空量，這時減壓閥會開度很大。當(dāng)機組過臨界時，中控要立即將高壓蒸汽減中壓蒸汽減壓閥關(guān)小，將中壓蒸汽放空量回收，而這時減壓閥卡澀會造成高壓蒸汽壓力迅速下降，影響機組開車過臨界，嚴(yán)重時可能會造成機組跳車，從而影響整體的開車進(jìn)度，導(dǎo)致整體消耗增加。

（3）蒸汽管網(wǎng)正常運行時，減壓閥卡澀會無法平衡高壓蒸汽和中壓蒸汽壓力，造成壓力過高或過低，影響機組的穩(wěn)定運行。

1.2 氣候問題引發(fā)的蒸汽管網(wǎng)安全問題

由于我們這套裝置地處北方，天氣在零下的時間長達(dá)5個多月，所以現(xiàn)場蒸汽管網(wǎng)安全閥淚孔、放空閥后導(dǎo)淋、放空消音器導(dǎo)淋的蒸汽冷凝液就地排放就出現(xiàn)了問題，冬季現(xiàn)場管廊下方到處積冰，這些積冰一旦掉下來會有砸壞下方儀表、管線、閥門的風(fēng)險，也會有可能造成裝置停車事故。另外還會給現(xiàn)場巡檢員工帶來安全隱患，造成蒸汽的浪費，也會使現(xiàn)場不美觀。

1.3 存在較為嚴(yán)重的蒸汽泄漏問題

在蒸汽管網(wǎng)實際運行過程中，蒸汽泄漏屬于較為關(guān)鍵的問題之一。管網(wǎng)通常需要應(yīng)用大量疏水閥，一旦其內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞或受到環(huán)境腐蝕影響，便會導(dǎo)致蒸汽快速泄漏，影響管網(wǎng)運輸效率。

1.4 凝結(jié)水回收效果不足

凝結(jié)水屬于蒸汽管網(wǎng)的重要回收目標(biāo)之一，其內(nèi)部含有大量熱能，占比可達(dá)總蒸汽熱能的25%。在這種情況下，如果沒有針對凝結(jié)水進(jìn)行科學(xué)回收，便有可能導(dǎo)致嚴(yán)重浪費問題出現(xiàn)，不利于蒸汽管網(wǎng)運行效率提升。大部分管網(wǎng)結(jié)構(gòu)對冷凝水的回收效率均處于30%以下，導(dǎo)致大量水源被浪費，無法有效提高經(jīng)濟效益。因此，需要重視冷凝水回收問題。

1.5 水錘問題

水錘現(xiàn)象屬于蒸汽管網(wǎng)在運行過程中較為常見的負(fù)面問題之一，其核心原因與管網(wǎng)內(nèi)部運輸蒸汽能源實現(xiàn)供熱目標(biāo)時，周邊散熱條件或環(huán)境條件不理想，導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)冷凝水積聚，對管道造成不必要干擾有關(guān)。一旦冷凝水積聚超過管道的承受極限，便容易導(dǎo)致內(nèi)部壓力增加，進(jìn)而對管道組件造成損害。嚴(yán)重情況下，還可能會導(dǎo)致閥門出現(xiàn)故障，產(chǎn)生安全風(fēng)險問題。因此，需要重視水錘對蒸汽管網(wǎng)的損害，確保其能夠采取針對性措施進(jìn)行處理，從根源層面降低出現(xiàn)相關(guān)情況的可能性，為蒸汽管網(wǎng)的正常運行夯實基礎(chǔ)條件。

1.6 管理與維護(hù)工作不到位

在蒸汽管網(wǎng)應(yīng)用過程中，其對于管理與維護(hù)的需求較高。若沒有正確開展相關(guān)工作，便有可能導(dǎo)致不良問題出現(xiàn)。例如，管道網(wǎng)絡(luò)跑氣、滲水等。在管道需求不斷增加的背景下，管理與維護(hù)的難度也隨之提升。若相關(guān)人力資源準(zhǔn)備不到位，便會導(dǎo)致管理維護(hù)效率降低，繼而從根源層面削弱蒸汽管網(wǎng)可靠性，不利于后續(xù)進(jìn)一步應(yīng)用。

2 采取的措施和解決方法

2.1 更換減壓閥解決閥門卡澀問題

對于高壓減中壓減壓閥閥門卡澀問題，經(jīng)公司領(lǐng)導(dǎo)研究決定利用2018年7月大修全廠停車時對減壓閥進(jìn)行更換。在全廠停車之前，我們把現(xiàn)場施工所需的腳手架、跳板都提前搭設(shè)完畢，保證在停車后能第一時間進(jìn)行交出檢修，為檢修做好充足的準(zhǔn)備。全廠停車后，現(xiàn)場第一時間進(jìn)行蒸汽管網(wǎng)泄壓、排液、降溫，管線溫度降至常溫時現(xiàn)場進(jìn)行施工，并且要嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，避免出現(xiàn)不必要的問題而進(jìn)行返工，影響檢修的進(jìn)度。

更換后的減壓閥在冷態(tài)調(diào)試和熱態(tài)運行中，開關(guān)正常不再卡澀，在機組開車過臨界時能迅速的開關(guān)減壓閥跟蹤蒸汽管網(wǎng)的壓力，在蒸汽管網(wǎng)正常運行時能及時的平衡各級蒸汽管網(wǎng)壓力，避免蒸汽管網(wǎng)壓力波動大而影響機組的穩(wěn)定運行。

2.2 安全閥淚孔、放空消音器導(dǎo)淋回收

1#減壓站處安全閥淚孔、放空消音器導(dǎo)淋回收方案：在1#減壓站上方二層管廊增加一2寸管道，長度為高壓放空消音器下方向南到分配站SDH-12旁地面污水地溝。在2寸管道開孔，依次接入高壓蒸汽放空消音器導(dǎo)淋和閥后導(dǎo)淋、中壓安全閥（北側(cè)）消音器導(dǎo)淋和淚孔、兩個高壓安全閥淚孔、中壓安全閥（南側(cè)）消音器導(dǎo)淋和淚孔。上述所有管線現(xiàn)場必須加伴熱并保溫，注意：伴熱必須接到導(dǎo)淋或者淚孔根部。

2#減壓站處安全閥淚孔、放空消音器導(dǎo)淋回收方案：在2#減壓站上方二層管廊增加一2寸管道，長度為中壓安全閥（南側(cè)）下方向北到分配站SDH-8旁地面污水地溝。在2寸管道開孔，依次接入中壓蒸汽放空閥后導(dǎo)淋和消音器導(dǎo)淋、兩個低壓蒸汽安全閥淚孔、低壓蒸汽放空閥后導(dǎo)淋和消音器導(dǎo)淋。上述所有管線現(xiàn)場必須加伴熱并保溫，注意：伴熱必須接到導(dǎo)淋或者淚孔根部。

蒸汽管網(wǎng)安全閥淚孔、放空閥后導(dǎo)淋、消音器導(dǎo)淋蒸汽冷凝液回收后，現(xiàn)場這幾處在冬季運行時也未出現(xiàn)積冰現(xiàn)象，也不會給裝置帶來停車隱患，也給現(xiàn)場巡檢員工帶來了安全的保障，更為公司節(jié)能降耗添磚加瓦。

2.3 改造現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)

為確保蒸汽泄漏、冷凝水回收、規(guī)劃產(chǎn)品選型工藝陳舊等問題能夠得到有效解決，應(yīng)當(dāng)針對現(xiàn)有蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)改造。在改造過程中，需要首先針對系統(tǒng)整體熱能利用效果進(jìn)行核算，隨后對比蒸汽存在的損耗級別。通過深入檢查等方式，確認(rèn)存在問題的位置，并采取針對性改善措施，避免凝結(jié)水應(yīng)用受到負(fù)面影響，提高基礎(chǔ)利用率，解決泄漏問題。工藝過于陳舊與產(chǎn)品選型不當(dāng)?shù)葐栴}，則需要采取優(yōu)化改造方案，通過組織示范工程等方式，提高改造的可靠性，確保蒸汽管網(wǎng)能夠得到更新，實現(xiàn)理想運行目標(biāo)。

2.4 解決水錘問題

為避免蒸汽管網(wǎng)水錘問題影響實際運行效果，需要采取有效應(yīng)對措施，解決水錘產(chǎn)生因素。當(dāng)前蒸汽管網(wǎng)主要應(yīng)用疏水閥部件避免蒸汽出現(xiàn)泄露問題，而冷凝水在積聚過程中，需要保證排出利用效率能夠達(dá)到理想標(biāo)準(zhǔn)。因此，為正確應(yīng)對水錘現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)對系統(tǒng)元件進(jìn)行更新，使其拓展性能夠得到增強。例如，蒸汽疏水閥通常分為熱動力、熱靜力等基礎(chǔ)類型。若采用機械疏水閥進(jìn)行更新，則能夠有效降低水錘出現(xiàn)概率，實現(xiàn)理想維護(hù)目標(biāo)。在執(zhí)行階段，應(yīng)當(dāng)保證壓力條件符合蒸汽管網(wǎng)基礎(chǔ)運行標(biāo)準(zhǔn)。

壓力條件與凝結(jié)水流經(jīng)疏水閥環(huán)節(jié)存在密切關(guān)聯(lián)，其能夠在損失能量的情況下，獲得一定程度的空間壓力，進(jìn)而排出管道體系外，避免水錘對管道造成影響。在實際更新階段，應(yīng)當(dāng)根據(jù)蒸汽管網(wǎng)的實際情況，采取有效更新措施，確保疏水閥能夠有效處理凝結(jié)水。同時，還需要重視凝結(jié)水的排放需求。通過保證蒸汽管網(wǎng)內(nèi)部壓力與溫度條件符合標(biāo)準(zhǔn)，能夠顯著提高凝結(jié)水排放效果，有利于降低出現(xiàn)不良問題的可能性。在操作過程中，需要對存水量進(jìn)行分析，使蒸汽管網(wǎng)內(nèi)部能夠創(chuàng)造出符合排放需求的環(huán)境，強化其應(yīng)對水錘的實際能力，降低出現(xiàn)不良問題的概率。除此之外，還需要合理部署疏水點位。通過對蒸汽管網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，能夠確定疏水點位的最佳部署區(qū)域，可以有效避免管道內(nèi)部應(yīng)力造成嚴(yán)重破壞，提高水錘應(yīng)對效果。通過科學(xué)部署相關(guān)排污系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能夠鞏固管網(wǎng)實際應(yīng)用條件，能夠降低水錘帶來的負(fù)面影響，實現(xiàn)提高應(yīng)用可靠性的最終目標(biāo)。

2.5 注重維護(hù)工作

為確保蒸汽管網(wǎng)能夠維持正常運轉(zhuǎn)，解決維護(hù)方面存在的問題，應(yīng)當(dāng)采取有效措施，保障維護(hù)工作的進(jìn)行，最大限度降低不良情況出現(xiàn)概率，實現(xiàn)理想處理目標(biāo)。在這一過程中，需要重視流量計與二次儀表的應(yīng)用價值。這兩種設(shè)備可以對蒸汽管網(wǎng)的實際熱損狀態(tài)進(jìn)行分析，同時也可以提供關(guān)鍵誤差數(shù)據(jù)，為后續(xù)執(zhí)行流程夯實基礎(chǔ)條件，提高維護(hù)效果。為確保維護(hù)質(zhì)量能夠得到理想標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況條件，選擇恰當(dāng)?shù)挠嬃績x器裝置，保證蒸汽管網(wǎng)的實際動態(tài)能夠得到科學(xué)分析，避免維護(hù)缺乏基礎(chǔ)導(dǎo)向。

除此之外，還需要注重控制管道網(wǎng)絡(luò)損傷。常規(guī)情況下，管道網(wǎng)絡(luò)損傷的主要因素與蒸汽凝結(jié)水有關(guān)。因此，在維護(hù)過程中，應(yīng)當(dāng)針對凝結(jié)水進(jìn)行重點處理，避免內(nèi)部溫度低于蒸汽溫度，從根源層面減少凝結(jié)水的出現(xiàn)概率。同時，還需要加強回收力度，使凝結(jié)水可以得到充分利用，提高蒸汽管網(wǎng)的維護(hù)可靠性。

在實踐工作中，維護(hù)工作還應(yīng)當(dāng)與監(jiān)管流程相結(jié)合，確保蒸汽管網(wǎng)存在的主要問題能夠得到快速發(fā)現(xiàn)，并及時采取有效處理措施，避免其負(fù)面影響進(jìn)一步擴大，損害實際應(yīng)用效果。在這一流程中，需要貫徹落實巡視檢查方案，保證相關(guān)人員能夠在巡查過程中發(fā)現(xiàn)問題，并通過對照計量表數(shù)據(jù)等方式，為后續(xù)維護(hù)處理提供重要參考，實現(xiàn)理想維護(hù)目標(biāo)。

3 結(jié)語

綜上所述，蒸汽是各大中型石油石化企業(yè)生產(chǎn)過程中的主要能源之一，蒸汽管網(wǎng)運行的好壞直接影響著企業(yè)的高效生產(chǎn)。因此，在蒸汽管網(wǎng)運行中要對蒸汽管網(wǎng)運行中存在的相關(guān)問題進(jìn)行分析，并針對問題及時解決，加強管網(wǎng)運行系統(tǒng)管理工作，確保蒸汽管網(wǎng)穩(wěn)定運行，進(jìn)而提高資源利用率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，增強企業(yè)的市場競爭力。