長(zhǎng)距離中壓蒸汽打靶.doc

工業(yè)技術(shù) 齊魯石油化QILU PETRO工CH，2E0M0IC5A，L3 3T(I1X)3H：N2O9LC3 Y1 長(zhǎng)距離中壓蒸汽管線吹掃技術(shù)探討張繼美(中石化齊魯分公司，山東淄博，2554o8) 擒要經(jīng)過(guò)對(duì)蒸汽管線吹掃基本原理的深入分析及技術(shù)參數(shù)的測(cè)算，制定了長(zhǎng)距離中壓蒸汽管線吹掃方案。 闡述了吹掃過(guò)程中遇到的實(shí)際問(wèn)題及原因分析，提出了改進(jìn)建議。深化了對(duì)蒸汽管線吹掃技術(shù)理論及實(shí)際操作方法 的認(rèn)識(shí)。對(duì)改進(jìn)管線設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、驗(yàn)收及同類管線吹掃工作具有參考意義。 為挖掘以煤代油的潛力，達(dá)到降本增效之目的，齊魯乙烯二期改造工程配套建設(shè)了3條蒸汽 輸送管線，由熱電廠向乙烯裝置供汽，其中1條中壓蒸汽管線向裝置輸送工業(yè)透平用蒸汽。為高效、高質(zhì)量的完成管線吹掃，滿足工業(yè)透平的試車及安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需求，對(duì)中壓蒸汽管線吹掃技術(shù)參數(shù)及有關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行了分析研究，制定并實(shí)施了吹掃方案，取得了圓滿成功。 1 管線設(shè)計(jì)參數(shù) 管線初始端供汽流量160th，壓力43MPa，溫度430C，末端壓力39MPa，溫度39012，全長(zhǎng)52km，直徑DN559mm。 2 吹掃技術(shù)參數(shù)測(cè)算 21 基本原理 蒸汽管線吹掃，實(shí)際上就是利用蒸汽作為動(dòng)力，吹掃管內(nèi)雜物，使之排出管外。雜物能否吹出，取決于3個(gè)因素：一是蒸汽能否吹掃到雜物，二是雜物與管線的結(jié)合力，三是吹掃蒸汽的沖刷力。雜物及積存雜物的死角越多，結(jié)合力越強(qiáng)，吹掃動(dòng)力越弱，則越難于吹出。吹掃過(guò)程中有兩種作用發(fā)生： (1)利用蒸汽在管道內(nèi)的高速流動(dòng)對(duì)雜物產(chǎn)生的沖刷力，將雜物沖走。沖刷力的大小，主要取決于吹掃蒸汽的動(dòng)量。一般要求吹掃沖刷力大于額定工況下汽流的沖刷力，常用吹管系數(shù)K.1來(lái)表征二者的對(duì)比關(guān)系。即：K= G x C = G2o式中： G、Go 吹掃時(shí)和額定工況時(shí)的蒸汽流量，th； C、C0吹掃時(shí)和額定工況時(shí)的蒸汽流速， ms； u、t|D吹掃時(shí)和額定工況時(shí)的蒸汽比容， m 3kg。吹管系數(shù)K也可以用區(qū)段壓降比來(lái)表示。即：K 式中：、Apo吹掃時(shí)和額定工況時(shí)區(qū)段壓降，MPa。 (2)利用吹掃過(guò)程中管線溫度的升降，使氧化皮、焊渣等因與管道母材金屬熱膨脹系數(shù)的差異產(chǎn)生相對(duì)位移而脫落，并被蒸汽吹出管外。22 技術(shù)規(guī)范選擇與設(shè)計(jì)和施工一致，本次吹管選用工業(yè)金屬 管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB50235-97)作為制定吹掃方案的技術(shù)規(guī)范。 23 吹掃方法選擇與技術(shù)參數(shù)測(cè)算 吹管的方式有穩(wěn)壓法、蓄熱吹管法、穩(wěn)壓蓄熱吹管法。本次所吹管線較長(zhǎng)，施工周期也比較長(zhǎng)，管內(nèi)雜物較多，選擇穩(wěn)壓吹管與蓄熱吹管相結(jié)合， 采用蓄熱打靶的方法。 考慮到管內(nèi)雜物情況已經(jīng)不可改變，提高吹 管質(zhì)量的關(guān)鍵就在于吹管技術(shù)參數(shù)的選擇。為 此，選擇吹管系數(shù)1525來(lái)測(cè)算吹管蒸汽壓力 和流量。顯然，在末端敞口排放的條件下，從初始 端至末端，隨著蒸汽壓力下降，比容增大，吹管系 數(shù)迅速上升。只要初始端吹掃動(dòng)量足夠， 整條管線有足夠的吹掃動(dòng)量，因此，僅需對(duì)初始端 參數(shù)進(jìn)行測(cè)算。設(shè)計(jì)壓降：Ap0=04MPa 吹管壓降：Ap=KAp0 = (1525)04 =0610(ME)a) 因事先不能確定吹掃條件下流量與初壓的對(duì) 應(yīng)關(guān)系，故對(duì)初始?jí)毫?615MPa，初溫420C，流量為60140th的吹管系數(shù)進(jìn)行了測(cè) 算，結(jié)果見圖1。 圖1 43MPa蒸汽管線吹掃參數(shù) 測(cè)算數(shù)據(jù)表明，當(dāng)初壓控制在08MPa，如果 流量在80th以下，吹管系數(shù)達(dá)不到15，流量達(dá) 到120th時(shí)，吹管系數(shù)為276(圖1僅表示同一 管線同一壓力、溫度下流量與吹管系數(shù)的關(guān)系，并 不表示初壓越高吹管系數(shù)越小，因?yàn)槌鯄荷邥?huì) 使流量大幅上升，吹管系數(shù)增大)。 3 吹掃方案及實(shí)施情況在上述分析的基礎(chǔ)上，依據(jù)規(guī)范【24 J有關(guān)條款，結(jié)合具體情況，編制了吹掃方案。方案主要內(nèi) 容包括編制依據(jù)、組織網(wǎng)絡(luò)、職責(zé)分工、步驟與方 法、參數(shù)控制、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、安全技術(shù)措施等。 參數(shù)控制：用減溫減壓器控制，穩(wěn)壓吹掃初壓 力08MPa，初溫420C，蒸汽流量90120th；蓄 熱吹掃及打靶壓力25MPa，減溫減壓器開度與 穩(wěn)壓吹掃相同，初溫420C。按此參數(shù)配備消音 器。 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：按工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收 規(guī)范)(GB50235-97)845執(zhí)行，見表1。裹1 吹掃質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)【2】 項(xiàng)目 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 靶片上痕跡大小 痕深粒數(shù) 時(shí)間 6mm以下 05mm 1個(gè)an2 15min(2次皆合格 實(shí)際參數(shù)控制(初始端)：穩(wěn)壓吹掃壓力065 07MPa，溫度418C，流量100120th，吹管 系數(shù)大于2。蓄熱吹掃及打靶壓力25MPa，溫度 418C。 實(shí)際吹掃效果：從吹掃開始至主管線打靶合 格，共用8d時(shí)間，與齊魯公司歷史上另一條類似管線的吹掃過(guò)程相比，縮短吹掃時(shí)間約10d。 4 幾點(diǎn)改進(jìn)建議(1)本次吹掃采用大動(dòng)量、高吹管系數(shù)進(jìn)行， 本應(yīng)在較短的時(shí)間內(nèi)合格，但經(jīng)過(guò)3d反復(fù)吹掃 后，每一次蓄熱打靶時(shí)靶板上都會(huì)出現(xiàn)少量的污 染物和幾個(gè)嚴(yán)重超標(biāo)的痕跡。經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析，判 定問(wèn)題出在疏水短管處(見圖2)。由于許多排凝 閥安裝位置不好，操作困難，除首次暖管全部開啟 外，后幾次暖管時(shí)多數(shù)未開啟，疏水短管內(nèi)聚集了很多焊渣、泥、砂等雜物。由于短管的冷卻作用， 管內(nèi)積存了飽和狀態(tài)的冷凝液，在蓄熱打靶過(guò)程 中，開啟末端電動(dòng)門時(shí)，整個(gè)管道內(nèi)壓力快速下降，由25MPa降至0(末端)07MPa(初端)，短 管內(nèi)的凝液迅速沸騰，將部分雜物帶出短管，隨氣 流打向靶板。每次沸騰都能帶出一部分雜物，但 又難以徹底帶出，致使打靶試驗(yàn)屢次不合格。根據(jù)上述分析，第7天對(duì)沿線全部排凝線進(jìn)行檢查確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)確有幾處堵塞，其中有一處閥前有彎管，徹底割除更換，疏通后打開所有排凝閥進(jìn)行吹掃，第8天吹掃后，連續(xù)2次打靶合格。上述情況說(shuō)明，如果僅用穩(wěn)壓吹掃法打靶，不能發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題，給日后運(yùn)行留下較大隱患，這也 從另一方面體現(xiàn)了蓄熱吹掃法的相對(duì)優(yōu)勢(shì)。改進(jìn)建議：吹掃方案應(yīng)明確規(guī)定，每次暖管時(shí)必須開啟全部排凝閥，排出雜物。已堵塞的排凝線、排凝閥必須疏通，徹底吹掃干凈。主管線 圖2 排凝短管內(nèi)雜物排出(2)本次吹掃第1天，末端排放口排出大量雜物，說(shuō)明管內(nèi)的確比較臟，增加了吹掃工作的難度。改進(jìn)建議：安裝時(shí)對(duì)管線進(jìn)行噴砂處理，打掉氧化皮，并清除砂粒；采用氬弧焊打底焊接工藝減少焊渣；水壓試驗(yàn)后及時(shí)將水排除干凈，減少腐蝕產(chǎn)物。 (3)本次吹掃中，遇到的排凝管線、排凝閥安裝不規(guī)范的問(wèn)題比較多，給吹掃操作造成很大不便。改進(jìn)建議：排凝閥安裝位置必須易于操作；排凝管線與管架保持一定距離，防止升溫后不能正常位移；排放口應(yīng)有排水彎管，并引至安全位置，防止?fàn)C傷人員或損壞相臨設(shè)施。排凝閥閥前短管 不應(yīng)有彎管段，便于雜物排出和堵塞時(shí)的疏通。(4)本次吹掃條件確認(rèn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分固定管托未按圖紙焊接，兩個(gè)設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的管段交接處管線膨脹問(wèn)題沒(méi)有銜接好。 改進(jìn)建議：所有安裝、焊接工作應(yīng)在水壓試驗(yàn) 前完成，驗(yàn)收工作應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行，明確責(zé)任，及時(shí) 處理安裝缺陷，不留尾項(xiàng)。 (5)本次吹掃是用吹掃基本理論和技術(shù)規(guī)范指導(dǎo)長(zhǎng)距離蒸汽管線吹掃實(shí)踐的一次有益探索。通過(guò)對(duì)吹掃參數(shù)的測(cè)算，特別是高吹管系數(shù)的選擇，對(duì)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)法吹掃有所突破。要進(jìn)一步提高吹管效果，縮短吹掃時(shí)間，降低吹掃費(fèi)用，還必 須繼續(xù)探索和優(yōu)化管線吹掃的方法和參數(shù)控制。5 結(jié)語(yǔ) (1)科學(xué)的分析吹掃機(jī)理，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)規(guī)范，認(rèn)真測(cè)算吹掃技術(shù)參數(shù)，是制定吹掃方案完成吹掃工作的基礎(chǔ)。 (2)對(duì)于長(zhǎng)距離中壓蒸汽管線，采用穩(wěn)壓吹掃與蓄熱吹掃相結(jié)合，大流量、高吹管系數(shù)吹掃是可行的、有效的，可以節(jié)約吹掃時(shí)間和吹掃費(fèi)用，提高吹掃質(zhì)量，保證透平安全。(3)吹掃過(guò)程的操作，對(duì)吹掃效果有極大的影響，特別是沿線的排凝，每次暖管時(shí)都應(yīng)開啟、吹掃，不可忽略。(4)所有缺陷應(yīng)在吹掃之前處理完畢，否則