超大型火炬系统试压实践

黄长胜，李 静，赵红洲

（1.山东铁雄新沙能源有限公司，山东巨野 274900；2.内蒙古荣信化工有限公司，内蒙古达拉特旗 014300）

超大型火炬系统对管道进行严格的强度和严密性试验，及时发现系统、管道存在的缺陷，检验管道质量、安装质量，便于及早采取必要措施，消除火炬系统存在的问题和隐患。

1 概述

百万吨级煤制油装置火炬系统非常庞大、管网复杂，共7个相对独立的火炬系统集中设置，且均为大口径管道。试压过程中存在线路长、口径大、试验压力高、前期准备工作量大、涉及装置部门人员多、组织难度大、试压条件和试压设备不具备、无成熟可借用的经验等问题和难点。通过和设计院、施工单位、监理单位和质量监督站共同协商确定，减少人力物力的浪费，节省了成本，降低了工作量，缩短了工期，提高了效率。

2 火炬管线压力

装置火炬管线共7条，分别为开工火炬、事故火炬、低压火炬、酸性气火炬、烃类火炬、超低压火炬Ⅰ、超低压火炬Ⅱ；开工火炬主要是六台二千吨级水煤浆气化炉开车配套火炬，沿途有四个火炬分液罐与事故火炬共用；酸性气火炬包括净化低温甲醇洗及硫回收酸性气专用火炬；超低压火炬Ⅰ包括净化工序的变换和油品的压缩机；超低压火炬Ⅱ包括合成的还原PSA、低碳烃回收、PSA 氢回收、甲醇裂解等装置；烃类火炬包括锅炉、燃气发电、低温甲醇洗和冷冻站的丙烯、合成、油品等；事故火炬包括气化、合成、变换、低甲、污水处理等。

设计院综合考虑标准规范要求，火炬管网最高操作压力和火炬界区内各分液罐设计压力，同意调整火炬管网设计压力。各火炬管网最高操作压力、火炬界区内各分液罐设计压力和调整火炬管网设计压力如表1所示。

表1 确认后的火炬管线压力

3 试压方案

火炬系统为压力管道，新建装置投用前必须严格按照国家规范要求进行强度、密封性试验，合格后方可投入使用。新建装置在建设后期逐步转入试开车阶段，各项基础条件均不完备、可用资源相对较少，为保证工期、提高效率，应充分理论计算、结合已有的资源，完成火炬系统密封性试验。安全距离的测算要准确、有依据，一旦确定试压时间后要按最大安全距离撤出无关人员，气压试压的管道必须做好加固措施，大口径盲板材料到厂后必须进行无损检测，以安全第一为原则。

1）结合设计条件及各管线、装置的压力匹配等实际情况进行理论计算、建模，利用已完成压力试验的装置及管线，就近与大型管线联通进气，实现互联通气、试压。

2）没有试压气源的情况下，燃料气Ⅰ压缩机、燃料气Ⅱ压缩机在空气工况下运行，压缩后空气作为试压用气源。

3）按正常流程将压缩空气导入低压燃料气管网，联通燃料气管线与尾气放空管，将试压用压力空气导入尾气放空管。

4）在合成燃料气缓冲罐处经DN150管线和油品罐区液化石油气蒸发器处经DN100管线两处联通管连接低压氮气管线（低压氮气管线分布较广，能满足就近与火炬管线联通），联通低压氮气与超低压2火炬管线，将压缩空气导入超低压2火炬管线。

5）超低压1火炬、低压火炬、烃类火炬、开工火炬等系统与就近的低压氮气管线联通，将压力升至0.5MPa，利用仪表空气管线继续给上述四个管网升压，直至升到试验压力。

6）酸性气火炬及事故火炬管线与就近的低压氮气管线联通，将压力升至0.5MPa 进行预试压查漏工作；启动燃料气Ⅰ压缩机通过中压燃料气管线窜入净化气管线，利用净化气管线继续给上述两条管线升压，直至升到试验压力。

4 试压情况

试压前进行了分工确认，明确了试压总指挥，各施工单位分别负责各自界区内的盲板和施工工作，公司内部的生产技术部门负责方案技术审查，安全环保部门负责方案的安全及环保的监督执行情况，调度负责空气使用的平衡协调，各车间负责其分管火炬管线操作。

1）利用已安装调试完成的燃料气Ⅰ压缩机、燃料气Ⅱ压缩机，根据不同的试验压力需求启动不同的压缩机，无需单独购置试压设备或购置压力试验压缩气体，降低了企业试开车成本。极大缩短了企业整体试开车、投料开车的工期，如果按照原始试压方案、思路进行试压工作，需等待锅炉装置、空分装置投料开车供出合格的压缩气体。

2）减少部分常规水压试验的管线，一次性关联试压完成，传统水压试验对各管线升压、残水吹扫都存在一定的困难，严重时会发生不可控的事故。

通过多管系关联试压，可减少试验过程中的盲板使用量，减少盲板抽查的工作量；同时减少了试压过程中工器具搬迁倒运、排查泄漏点的时间，提高了效率。

3）通过多管系一次性关联试压，避免了各管理部门对各自管理所属管线进行单独试压带来的人力、物力浪费，提高了企业工作效率。

4）由于超大型火炬系统涉及全厂各单元装置，涉及不同的施工单位、监理单位、管理部门，存在非常多的交叉作业点，通过多管系一次性关联试压，减少了中间工作环节，降低了因沟通、检查不到位发生安全事故的风险。

5）超大型火炬系统投用前试压在国内仍是难点，特别是新建项目，利用既有资源、多管系关联试压，保证了后系统、装置吹扫、置换、试压、试开车可如期进行，可极大缩短企业的试开车、投料开车进度。

6）按照设计条件要求，对超大型火炬系统各管系必须进行密封性、强度试验，类似复杂情况压力试验在国内非常罕见，利用该方法进行的试压均符合国家规范、设计标准要求，对全国大型化工装置建设、试开车做出了有益的探索，相对于常规的压力试验，可极大降低企业在超大型、多管系试压的投入。

5 结束语

通过梳理不同火炬管道、分液罐的设计压力，优化了试压方案，利用已经完成试压设备和管道作为贮存媒介，较好地解决了试车初期公用工程介质不足的难题，业主主导，各方配合，集中智慧和力量，解决了超大型火炬的试压和气密性试验，为煤制油装置的试车奠定了基础，也为国内大型煤化工装置的火炬施工、试压和气密性试验做了有益实践。