高压蒸汽从低压放空应用解析

薛令光

（鄂尔多斯国泰化工有限公司，内蒙古自治区杭锦旗独贵塔拉工业园区 017418）

高压蒸汽从低压放空应用解析

薛令光

（鄂尔多斯国泰化工有限公司，内蒙古自治区杭锦旗独贵塔拉工业园区 017418）

高温高压蒸汽的放空对周围环境及安全会带来较大影响。如何避免之前粗放、简单的放空模式，对煤化工企业的稳定运行意义重大。在低压蒸汽管网上放空是个不错的选择；但实际运用过程中又会存在哪些问题，如何解决面临的问题需要我们不断去摸索实践来改进，不断地完善，为企业理性发展保驾护航。

高压蒸汽；2.0MPa蒸汽；放空

伴随着高压力等级的工业汽轮机在煤化工发展过程中不断被应用；其大容量蒸汽在紧急停车的状况下释放十分棘手。特别是60 000m3/h及以上等级的内压缩空分装置的汽轮机，它的9.0MPa，140 t/h高压蒸汽在紧急停车状况下，如何进入低压蒸汽管网安全释放。本文结合某煤制甲醇项目的实际情况进行探讨。

图1 9.8MPa蒸汽从2.0管网放空流程图

1 高压力等级蒸汽三种放空方式

在当前的煤化工装置中对这种高等级蒸汽的放空主要有以下三种方式。

第一在高压蒸汽主蒸汽管网上放空。即在主蒸汽管网上设置一个高压力等级的放空控制阀门；此阀门有的安装在空分压缩机厂房附近由空分来控制，有的则安装在锅炉附近由锅炉根据管网压力来控制。

第二利用锅炉本体放空来控制。一般的锅炉本体上在设计时都有蒸汽放空管线；其管线上装有两道电动控制阀门，可用来控制高压蒸汽主蒸汽管网压力。

第三是通过减温减压装置，利用低压力等级蒸汽管网放空阀来放空。在一般的化工系统中都有几个压力等级的蒸汽管网，在开车之初低压力等级蒸汽都是由高压力等级蒸汽通过减温减压制取。所以通过低压力等级管网放空，只需要在低压力等级蒸汽管网增加一个足以把这部分蒸汽放空掉的放空阀。在减温减压站上设置可迅速打开的减压阀，通过联锁逻辑设计来控制阀门开关以释放这路高压蒸汽。内蒙古某甲醇厂高压蒸汽选择低压放空改造的流程见图1，圈线区域内为新增加的设备及联锁逻辑。

其联锁工作原理是：（1）当发电汽轮机或空分汽轮机发出跳车信号时，JJ5112B（减温减压器阀门）全开，可通过80 t/h高压蒸汽，PV6906（2.0MPa放空阀，可放空110 t/h蒸汽）失电全开。（2）当PISCA6907压力低于9.6MPa时，JJ5112B、PV6906阀门关闭。（3）当PISCA6907压力大于10.08MPa时，JJ5112A/JJ5112B、PV6906阀门打开。（4）当PISCA6906压力大于2.06MPa时，PV6906阀门打开，PISCA6906压力小于1.96MPa时，PV6906阀门关闭。

2 高压蒸汽三种放空方式比较

第一种放空模式的优点是设计简单，释放迅速，操控自如，但是其缺点也比较明显。一是对控制阀门要求高，相应的造价相当高。因为9.0MPa的蒸汽压力高，温度高故控制此放空的阀门一般是压力等级在14MPa以上的电动阀门。如果想要长期安全稳定的保证系统运行，选择的阀门价格动辄就要百万元以上。二是放空安装位置要求必须牢靠，9.0MPa的蒸汽突然放空，其冲击的反作用力相当大，不亚于一个小火箭发射。如果安装不牢靠，发生倒塌或管道变形，引发的次生灾害很大。三是噪音，如果企业周围有住户，很可能引发周围居民的强烈不满，甚至遭到投诉。对企业的形象造成恶劣影响，同时也不利于自己员工的身心健康。

第二种放空模式更为简单，而且使用现有的设备不产生次生费用，但这种运行操控模式对锅炉损害较大。因为在锅炉正常运行模式下放空阀门是不允许随意操作，否则容易造成阀门损坏或内漏，影响锅炉稳定运行，另外发生泄漏时会增加能耗。从整体的生产考虑，这种放空模式使用较少。

第三种放空模式优点是安全系数高，噪音小，阀门要求等级低且可选范围广。同时可利用的设备较多（减温减压器在每个化工项目中都有），次生费用较低（只需把的压力蒸汽的放空阀增大）。缺点是逻辑设计复杂，对设计要求高。目前这种放空模式处于摸索使用阶段。

3 高压力蒸汽从低压放空存在问题及解决方式

3.1 联锁设置存在偏差，容易造成2.0MPa蒸汽管网压力波动

上述高压蒸汽低压释放的流程中，为尽快释放减温减压器来的蒸汽量，2.0MPa蒸汽放空阀设置为一个两位控制阀门，造成无法有效控制2.0MPa蒸汽管网压力。当接到汽轮机跳车信号时，减温减压阀和放空阀动作；大量蒸汽从2.0MPa放空阀门放空，2.0MPa蒸汽管网压力降低。当蒸汽压力低于1.96MPa时，放空阀门关闭；但是此时高压蒸汽未必完全减压过来，会造成2.0MPa蒸汽管网压力迅速升高。数秒内高于2.06MPa，此时放空阀又全开泄压，在压力再次降低到1.96MPa后放空阀又要全关憋压。如此反复开关阀门，管网压力来回波动特别大；给使用2.0MPa蒸汽的机组用户带来极大的风险。另外还存在在阀门全开放空时，阀门处于失电状况，手动又无法控制，人为不能较好控制，进一步加剧管网压力波动。

针对此情况，在机组停车信号联锁，减温减压阀不变的情况下。把2.0MPa蒸汽放空阀门的控制系统更换为可调节阀门，其联锁控制与2.0MPa蒸汽管网压力关联；当2.0MPa蒸汽管网压力高于2.03MPa，阀门打开30%；高于2.06MPa打开50%；高于2.08MPa打开80%；高于2.10MPa全开。当2.0MPa蒸汽压力低于2.03MPa时阀门关闭到50%；低于2.0MPa时阀门关闭到20%，低于1.96MPa时阀门全关。同时也可手动根据管网压力调节，有效控制了管网的稳定性。

3.2 2.0MPa放空阀门设置不合理，导致其无法发挥作用

此工艺流程中解决了高压蒸汽从低压放空的问题后。处于改造方便的考虑，2.0MPa管网的放空阀门安装在锅炉界区阀外的公用管网上，距离减温减压器JJ5112A/B将近150m。当某个汽轮机组跳车时，减温减压阀迅速打开，大量蒸汽进入2.0MPa蒸汽管网。减温减压器后的压力迅速升高，在大量蒸汽还未到达放空阀位置时；减温减压器的安全阀已经超压起跳。此时由于安全阀不能及时回座，2.0MPa蒸汽管网迅速降低。此时蒸汽的压力更无法传导到2.0MPa管网放空阀位置，使其不能动作。由于安全阀因素引起2.0MPa蒸汽管网压力无法保证，导致后系统机组停车。另外如果当时安全阀未起跳，大量高温蒸汽会涌入2.0MPa蒸汽管网，还可能导致2.0MPa蒸汽管网超温，缩短管道使用寿命。

针对此情况，需要缩短减温减压器到放空阀的距离。把图1虚线内的放空阀门及压力表等移到减温减压站的切断阀后，两个减温减压站蒸汽汇合处，此处距减温减压阀10m左右。这样既保证大量蒸汽及时从2.0MPa蒸汽管网迅速泄出，延长化工副产蒸汽到达放空阀门的距离，可有效保证化工副产蒸汽对2.0MPa蒸汽的使用。另外也由于大量高温过热蒸汽从此处放走，避免高温蒸汽进入管网，引起2.0MPa管网蒸汽超温。

3.3 减温减压阀门易发生故障

化工系统一般是长期稳定运行，非正常的系统停车相对较少。这样减温减压阀门的调节动作频率虽多，但动作幅度相对较小。那些不经常到达的阀位很容易卡涩，造成在使用中当遇到需要大范围调整阀门时，由于阀门的卡涩而无法动作，导致减温减压器无法发挥作用，从而使本套流程的蒸汽泄压系统无法正常使用。

针对这一情况需要在正常运行中，每月对减温减压器进行切换运行。备用减温减压器前后用切断阀进行隔离，对减温减压阀门进行调试，使其在投用后开关灵活可用，确保关键时刻发挥作用。

4 结束语

使用低压管网进行高压蒸汽泄压，从原理上来设计、理解相对比较简单，可在实际的运行中往往会存在各种各样的问题。但作为一个解决高压蒸汽泄压的一个良好思路或理念确实值得不断探索，总结经验进行推广。这一方式不论从成本、环保、安全，还是从对周围环境的影响来说都值得去做。若通过不断摸索改进，使其更加完善，更好地发挥作用，对企业的生存和良性发展也是很好促进。

High pressure steam from the low pressure vent application parsing

Xue Ling-guang

High temperature and high pressure steam vent will bring great influence to the surrounding environment and security. How to avoid the extensive，simple vent mode，for the stable operation of the coal chemical industry enterprise will be very significant. Then selecting the vent on the low pressure steam pipe network is a good choice；But what problem also exists in the process of practical application，how to solve the face really need our to grope for the practice to improve constantly，to constantly perfect；To escort the rational development for the enterprise.

high pressure steam；2.0 MPa steam；vent

TQ225

A

1003-6490（2017）01-0009-02

2017-01-15

薛令光（1971—），男，北京市人，工程师，主要从事煤化工全厂生产运行管理工作。