浅谈煤化工高压蒸汽管道吹扫

王攀(伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁 835000)

浅谈煤化工高压蒸汽管道吹扫

王攀(伊犁新天煤化工有限责任公司，新疆 伊宁 835000)

笔者结合在伊犁新天煤制天然气项目全厂工艺管道安装施工管理实践，以此为契机阐述煤化工项目高压蒸汽管道吹扫原理、吹扫要点和关键步骤。

高压蒸汽吹扫关键步骤

随着我国工业化程度不断提升，蒸汽汽轮机在石油化工、煤化工等行业普偏运用。蒸汽汽轮机设备的大型化和自动化程度越来越高，为确保汽轮机稳定、安全运行，要求汽轮机动力蒸汽管道安全可靠。高压蒸汽管道具有高温、高压、高流速的特点，同时又作为全厂汽轮机的驱动能量，高压蒸汽管道运行的好坏，将直接影响整个装置的运行。作者结合在伊犁新天煤制天然气项目全厂工艺管道安装施工管理实践经验，以本项目高压蒸汽管道吹扫实际情况，分析和探讨煤化工项目高压蒸汽管道吹扫原理、吹扫要点和关键步骤。

1 工程概况

新天煤制天然气项目以褐煤为主要原料，由热电装置、备煤装置、气化装置、净化装置、甲烷化装置、空分装置、污水处理及回用装置、公用工程及辅助设施等组成。该项目高压动力蒸汽系统涉及热电、空分、净化、甲烷化装置，共计7套杭汽汽轮机，空分3套杭汽汽轮机（入口温度520℃、压力8.5Mpa、529.2t/ h）、甲烷化2套杭汽汽轮机（入口温度515℃、压力8.05Mpa、69t/ h），净化2套杭汽汽轮机（入口温度510℃、压力7.65Mpa、44t/ h）。高压蒸汽管道设计压力9.81MPa，设计温度540℃，总管设计流量726t/h，管道材质12Cr1MoVG，热电装置出界区管径DN450，空分装置母管DN400，净化装置和甲烷化装置母管DN200，全厂高压过热蒸汽管线母管共计为1728米，现场吹扫时共设置7个吹扫口。

2 吹扫的作用及工作原理

管道在施工的过程中会有残留焊渣、内壁会浮锈和其他杂物，直接开车会影响蒸汽品质、损坏汽轮机叶片和管道仪表元件。吹扫不彻底在生产运行时可能会发生控制仪表、阀门堵塞而造成系统停车或安全事故发生。蒸汽吹扫可在线检验高压蒸汽管道的膨胀方向，热位移情况以及各位支吊架的受力情况，同时对暴露出的问题及时采取相应的措施整改并消除。

蒸汽吹扫是利用蒸汽在管道中高速流动对固定杂质的冲刷力将杂质带走，同时利用吹扫过程中蒸汽温度的反复升降，使依附在管道上的氧化皮、焊渣等杂质因与母材管道受热膨胀系数不同产生脱落，被蒸汽吹出管外。

3 吹扫要点

石油化工、煤化工项目汽轮机机组一般分部在各装置区内，由热电装置提供高压蒸汽，通过蒸汽管道输送到各界区用户。高压蒸汽管道吹扫总体思路为“分段吹扫”和”总体吹扫”。新天项目结合现场实际情况和工期要求，采取“总体吹扫、分阶段实施”；以全厂高压蒸汽母管为大系统，各界区装置为小系统。将热电装置高压蒸汽管线去空分装置划为一个系统，热电装置去净化、甲烷化装置划为另一个系统；按照母管的吹扫流量要求，同时吹扫母管以及一条或者几条支管，以支管的检验合格反推验证母管的吹扫合格。

3.1 明确吹扫指导原则

（1）采用来自热电装置的过热蒸汽进行整体吹扫，高压蒸汽吹扫汽量由锅炉通过燃烧控制。空分装置汽轮机入口操作参数为温度：520±5℃、压力8.5±0.2MPa、蒸汽流量：176.4t/h、额定流量：198.2t/h。

（2）蒸汽吹扫指令由试车指挥部统一指挥、分阶段实施。热电至空分、甲烷化、冷冻站整个管系统统一进行吹扫。将热电装置高压蒸汽管线去空分装置划为一个系统，热电装置去净化、甲烷化装置划为另一个系统；吹扫分两个阶段进行：第一个阶段以空分为主，空分、甲烷化、净化吹扫口全部打开进行吹扫，空分装置打靶合格，第一阶段吹扫结束；第二阶段对甲烷化、净化蒸汽管道进行吹扫，空分装置切断阀关闭，甲烷化、净化打靶合格，第二阶段结束。

（3）吹扫采用稳压方式进行，蒸汽吹扫一定时间后，进行靶板检查，吹扫15分钟后靶板上无铁锈、污物为合格，质量验收标准执行《工业金属管道工程施工质量验收规范》。

（4）第一个阶段以空分为主，空分三套汽轮机高压蒸汽管道同时吹扫，同时打靶（重点检查121C套汽轮机靶板），直至所有吹扫口打靶合格，此时可以确定空分装置蒸汽管道吹扫合格。

（5）第二阶段对甲烷化、冷冻站蒸汽管道进行吹扫，甲烷化、净化装置各二套汽轮机高压蒸汽管道同时打靶，直至所有吹扫口打靶合格。

3.2 选择合理吹扫参数

吹扫参数设置是否合理将直接影响吹扫效果。蒸汽吹扫是利用管内蒸汽介质流动时的能量冲刷管内锈皮杂物,能量越大吹扫效果越好。蒸汽吹扫能量主要取决于蒸汽压力、温度、流量、流速等。

（1）按《电力建设施工及验收技术规范》规定：过热器、再热器及其管道各段的吹管系数应大于1，通常取1-1.5。

吹管系数按下式计算：吹管系统=（吹管时蒸汽流量）2×（吹管时蒸汽比容）/（额定负荷蒸汽流量）2×（额定负荷时蒸汽比容）

（2）根据新天项目热电锅炉实际操作工况，蒸汽出口温度为300～400℃，取350℃作为温度计算点。同时在实际吹扫过程中，会根据实测的流量温度压力值来校核吹扫系数。按照吹管系数公式计算，以第一阶段空分装置为例：

汽轮机带冲管工具最高压力：3.5MPa，最高使用温度：

400℃。由冲管工具最高使用温度确定吹扫蒸汽温度为400℃，最高不得超过410℃。经计算高压蒸汽吹扫源压力：P≥3.1MPa；吹扫蒸汽比容：0.0914m3/kg。总管额定流量：710t/h，各支管额定流量：196t/h。母管额定工况，温度：535℃；压力：9.05MPa；比容：0.0383m3/kg。高压蒸汽吹扫流量：≥480t/h。

高压蒸汽母管及主管吹管系数K值≥1.0。

总管吹管系数= 480*480*0.0914 710*710*0.0383 =1.1

高压蒸汽母管流速≥80m/s；A、B套空分流速≥150m/s；C套空分流速≥55m/s。

4 高压蒸汽管道吹扫关键步骤

（1）施工单位编制吹扫专项方案并上报业主、监理审批并发布；以业主为中心建立吹扫组织结构，统一指令、分工明确。

（2）业主联合监理、施工单位重点检查高压蒸汽管道支架、吊架等是否按图施工，施工质量是否满足国家规范要求。

（3）吹扫时，应在施工区域内设置警戒牌、拉置警戒线，禁止无关人员进入吹扫现场。排气口前不得站人，以免吹出的杂物飞出伤人，有专人值班以保安全。

（4）蒸汽吹扫前拆除汽轮机速关阀，按照汽轮机图纸安装冲管工具。靶板装置应位于便于拆装的安全地带，并搭设临时平台，靶板架及靶板都应装设牢固，保证不会在吹管期间被打飞。

（5）吹扫前管道系统绝热工程已全部验收合格；为吹扫安装的临时管道，按照正式蒸汽管道的要求进行施工，安装质量应满足国家规范要求。临时管道采用门字型框架和支撑支架，管道与框架之间应考虑膨胀间隙，在膨胀方向门字型框架外侧管道上焊接限位块，防止反力作用使管道反向位移量过大。

（6）排汽管管口应朝上倾斜（约30℃）排空，排汽区域应避开建筑物及设备，吹扫口下方管廊顶部应做好防护，避免吹扫杂质污染管道同时设置警戒区。

（7）蒸汽管道吹扫应以大流量蒸汽进行吹扫，流速不应小于30m/s。吹扫前，应先进行暖管，并应及时疏水。暖管时，应检查管道的热位移，若有异常需及时处理。蒸汽吹扫时应按暖管、加热、冷却、再加热顺序循环进行。

（8）靶板常采用铜镜试片，加工光洁度要求达到▽6；常用的靶板器结构有法兰式、直轴式、串轴式及框架式。

5 结语

高压蒸汽管道属于GC1级压力管道，具有高温、高压特点。蒸汽吹扫时需结合现场实际情况，选择合理吹扫方式和正确的吹扫参数；严把关键吹扫步骤来总体控制吹扫周期和吹扫质量。

[1]杨晋松.伊犁新天煤制天然气项目高压动力蒸汽吹扫总体策划石油化工建设

1672-9323（2015）04-0020-03.

[2]郑勇.关于工业蒸汽管道的吹扫化学工业与工程技术006-7906(2007)05-005-03.

[3]工业金属管道工程施工规范GB50235-2010.