工业蒸汽管道吹扫实践

董致录

(中沙(天津)石化有限公司, 天津 300270)

生产与应用

工业蒸汽管道吹扫实践

董致录

(中沙(天津)石化有限公司, 天津 300270)

在工业蒸汽管道吹扫过程中，吹扫方案要经过培训，临时措施准备工作应充分，吹扫的最低流量是保证吹扫质量的必要条件，减低压力、提高温度、合理的管道清洗可以降低消耗，提高工作效率。通过应用吹扫倍率K计算最低吹扫蒸汽流量，并结合实践探讨工业蒸汽管道吹扫的实施过程。

蒸汽管道; 吹扫参数; 问题措施

近年来，随着大型石油化工、工业园区公用工程岛项目的增多，工业蒸汽远距离输送越来越普遍，并且呈现出压力、温度越来越高，管径越来越粗，蒸汽品质越来越高的趋势，为此对工业蒸汽管道的吹扫越来越受到项目建设的重视。在国内，对于工业蒸汽管道的吹扫工作国标、企标都有规范的阐述，但在实际工作中可操作性不强。笔者以某石化100万t/a乙烯项目为模板，阐述工业蒸汽管道吹扫及问题解决。

1 蒸汽管道吹扫的要求

1.1 蒸汽管道吹扫的目的

新安装的工业蒸汽管道、高品质蒸汽管线维修后，均要进行蒸汽吹扫清除管内的杂物，铁锈和焊渣等，为机组、加热设备的安全长周期运行提供可靠保障。

1.2 蒸汽管道吹扫依据

某石化100万t/a乙烯区外工程的有关蒸汽系统的基础设计和详细设计、管道施工图纸； GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》[1]。

1.3 蒸汽管道吹扫验收

验收标准执行GB50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》[2]，见表1。

表1 蒸汽管道吹扫打靶验收标准

(1) 靶板宜用抛光的或光滑的铝板制作，靶板厚度不应小于6mm，宽度不应小于汽管内径的10%，长度宜大于排汽管内径。

(2) 最终验收的靶板应做好标识，并应妥善保管。

(3) 蒸汽吹扫合格的管道在投入运行前，应按设计文件的规定进行系统封闭。

(4) 设备有特殊要求执行其规定。

2 蒸汽管道吹扫应具备的条件[3]

2.1 吹扫方案制定并批准

蒸汽吹扫一定要设立指挥组，明确指挥长；要设立管道检查组定期巡检，施工组和操作组；各组职责已明确，吹扫方案经过培训并熟知内容；吹扫的临时管线、消音器、打靶管线等设施安装完毕；吹扫用的对讲机、指挥旗、交通工具等工器具已到位并完好；吹扫汽源稳定并持续供给。

2.2 管道清洗

对于长距离的蒸汽管线，吹扫的蒸汽消耗、人力投入很大，近几年对长距离、大口径蒸汽管道，在吹扫前进行化学清洗可以除去铁锈、部分焊渣及飞溅物，PIG管道清洗技术应用节能降耗，提高效率效果更明显。

2.3 蒸汽管道吹扫前应组织设计、施工、生产、吹扫工作组进行联合检查

要检查管线、管件的质量证明文件；要检查施工记录、验收文件，管线试压合格；要检查蒸汽管道上的固定管托、滑动管托、∏型补偿弯、旋转补偿器、管线、管件等设施安装正确；要在在滑动管托的滑板上画上线以便核定滑动的距离等。

2.4 吹扫蒸汽流量计算

蒸汽吹扫效果取决于吹扫力，吹扫力等于吹扫蒸汽的质量流量和速度增量的乘积，或者说等于动量变化率，蒸汽的速率既与质量、流量有关，也与蒸汽的比容有关，在一定的压力下，过热蒸汽的比容取决于温度，要保证吹扫效果，必须是流量与流速并重，使吹扫力高于额定进行工况下蒸汽对管道内壁的冲刷力[3]。

对于设计好的蒸汽管道，额定运行参数流量、压力、温度是已知的，冲刷力为额定流量和额定蒸汽参数下(压力、温度)相应的流速之积表示。

即： Fo=Go×Co

而 ：Co =Go×Vo /S

一般吹扫汽源，压力、温度是可控、可知的，吹扫力为吹扫蒸汽量与对应参数(压力、温度)下相应速度的乘积表示。

即: F1=G1×C1

将吹扫力与的冲刷力比值K定义为吹扫倍率。

即K= G1×C1/Go×Co

当K=1时可以计算出最低吹扫蒸汽量。通过以上公式可以导出最低吹扫蒸汽量：

理论上吹扫倍率K等于1就能满足吹扫要求，由于蒸汽吹扫有压力、温度损失，要保证整个管道每一点K等于1是不可能的。实践中选择吹扫倍率在K≥1.1～1.5，超高压蒸汽管道(>10.0MPa (G))吹扫倍率K选择1.5，高压蒸汽管道(6.4～10.0MPa (G))吹扫倍率K选择1.3，中压蒸汽管道(1.6～6.4MPa (G))吹扫倍率K选择1.2、低压蒸汽管道(<1.6MPa (G))吹扫倍率(K)选择1.1[4]。

2.5 蒸汽管道吹扫压力、温度的选择

蒸汽管道吹扫一般分为四个步骤进行，暖管→升压→吹扫→检验(打靶或白漆板)→冷却(剥皮)。蒸汽管道制造完成后内壁有一层氧化皮，这层氧化皮黏附在管道内表面，要靠升、降温的剥皮才能够将其剥离。管道吹扫过程中始端蒸汽压力一般控制在额定压力的50%～100%，检验、冷却(剥皮)之前约2h将压力升至额定压力。吹扫时的蒸汽温度以不高于管道设计温度为准，过热的蒸汽能够使比容增加，流速增大，吹扫效果会好，但刻意追求过高的温度反而造成热量的浪费。

3 蒸汽吹扫实例

现以某石化100万t/a乙烯工业蒸汽管道吹扫为实例，阐述3.5MPa (G)蒸汽管道吹扫及问题解决。

3.1 蒸汽吹扫方案制定及培训

蒸汽吹扫方案已制定，内容包括组织机构，人财物的计划，吹扫最低流量计算，升压速度的确定，检测及验收标准，安全、环保风险识别及措施，应急预案制定。方案对所有参加吹扫的人员已培训，参加吹扫人员已明确职责。

3.2 吹扫蒸汽流量的确定

根据确定的吹扫倍数，吹扫汽源的压力和温度计算在50%～100%额定参数下的最低吹扫汽量，最低吹扫汽量是满足吹扫力大于冲刷力的条件。低压、高温吹扫能达到事半功倍的效果，通过减温减压器实现此条件，如果没有减温减压器通过加装吹扫阀来实现，减压后条件以不超过管道额定温度为宜，特意的升温也存在浪费蒸汽的现象，某石化100万吨/年乙烯蒸汽管道设计参数见表2，根据吹扫倍率K计算的吹扫流量见表3。

表2 某石化100万t/a乙烯蒸汽管道设计参数

表3 根据吹扫倍率K计算的吹扫流量

3.3 蒸汽管网的升压

表4 升压速度表

吹扫时对于蒸汽管网的升压要按不同的梯度进行，每达到一个梯度检查组要沿管网检查管托、法兰及膨胀等在正常状态。检查中发现移动管托防超出范围，固定管托脱落、新型旋转补偿器另一面部动作导致管线失稳情况等, 升压速度见表4。

3.4 蒸汽吹扫的暖管

蒸汽吹扫的暖管主要是为了减少管道热应力，防治水击，保护管道，暖管是必须严格控制管道的升压速率，直到管道壁温超过管道内蒸汽的饱和温度方可提升压力。高压蒸汽以上的主管道最好设计DN50的导淋，DN25的导淋很容易堵塞。按资料介绍冷却时达到环境温度，这样耗时太长，建议冷却到小于100(℃)即可, 3.5MPa(G)蒸汽管线吹扫时间见表5。

表5 3.5MPa(G)蒸汽管线吹扫时间表

4 结束语

根据吹扫倍率可以计算出吹扫最低蒸汽量；降压、高温吹扫事半功倍；PIG管道清洗可以降低消耗、提高效率。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部 国家质量监督检验检疫总局. GB50235-2010工业金属管道工程施工规范[S].北京： 中国计划出版社, 2011.

[2] 中国工程建设标准化协会化工分会.GB50184-2011工业金属管道工程施工质量验收规范[S]. 北京：中国计划出版社,2011.

[3] 郑 勇.关于工业蒸汽管道的吹扫[J].化学工程与工业技术，2007，28(5)51-53.

符号说明：

PIG：清管器

Fo：冲刷力(N)

Go：额定流量(kg/s)

Co：额定参数下相应的流速(m/s)

Vo：在额定压力(绝对大气压)和额定温度℃下的比容(m3/kg)

F1：吹扫力(N)

G1：吹扫最低蒸汽量(kg/s)

C1：吹扫最低流量参数下相应的流速(m/s)

V1：在吹扫压力(绝对大气压)和额定温度℃下的比容(m3/kg)

S：管道截面积(m2)

(本文文献格式：董致录.工业蒸汽管道吹扫实践[J].山东化工，2017，46(08)：95-97.)

Practice of Industrial Steam Pipeline Purging

DongZhilu

(SINOPEC SABIC TianJin Petrochemical Company Limited，Tianjin 300270,China)

In the process of industrial steam pipeline purging, Sweep programs need to go through training, temporary measures should be fully ready to work, the minimum flow blow sweep is necessary to ensure the quality of the purge, reducing the pressure, raising the temperature and cleaning the pipeline can reduce the consumption and improve the work efficiency. Through the application of purge rate K to calculate the minimum purge steam flow, combined with practice to explore the implementation process of industrial steam pipeline purge.

steam pipeline; purge parameter; problem measure

2017-03-01

董致录(1963—)，甘肃兰州人，中沙(天津)石化公司，工程师，主要从事HSE管理。

TQ055

A

1008-021X(2017)08-0095-03