简述超高压蒸汽管道系统联合吹扫主要步骤及控制

任德龙

摘 要：大型石油化工联合装置中供空分装置蒸汽透平压缩机使用的超高压蒸汽管道系统，要求管道内洁净度很高，跨区域流程长，吹扫气源压力高，流量大。如何在确保安全质量情况下完成类似的管道系统联合吹扫，就必须要求各工序严守规程和方案要求进行操作，为了在短期内达到吹扫打靶检查合格的质量目标，我们在管道系统引蒸汽吹扫前就对须吹扫的管道系统进行了化学清洗，以清除管道内壁的大量的浮锈、颗粒和附着物。缩短蒸汽吹扫的实际工作时间，节约了蒸汽能源，工期和质量都得到了保证。

关键词：超高压；蒸汽透平机组；吹扫；打靶

【文章编号】1627-6868（2016）01-0041-07

Abstract： large petrochemical joint device for an air separation unit steam turbine compressor using ultra-high pressure steam piping system， requires pipe cleanliness is high， cross-regional flow， purge gas source pressure， flow. How to ensure the safety and quality similar joint purge piping system， each process must require adherence to procedures and programs to operate the purge targeting inspection and approval of the quality objectives in order to achieve in the short term， we cited the steam blowing in the pipe system sweep on the piping system to be purged before chemical cleaning to clear the pipe wall a lot of rust particles and attachments. Shorten the the steam purge actual work time saving steam energy， duration， and quality assurance.

Key words： high pressure； steam turbine unit； purge； shooting

1.概况

2007年5月神华煤直接液化项目先期工程由神华自备热电厂经由公用工程管廊至空分装置的所有高压蒸汽管道全部施工完毕。该蒸汽正常操作参数为温度535℃、压力9.0MPa，设计值分别为550℃、10.6MPa，正常操作流量（两套）295吨/小时。

为了缩短吹扫时间，已对该管道系统相关单元及空分装置界区内的超高压蒸汽管道进行联合酸洗及钝化处理完毕，合格。

联合吹扫管道不包括自备热电厂界区内的管段，该部分由自备热电厂自行吹扫，打靶合格后再与公用工程管廊界区处管道接点碰头，自备电厂确保向外部稳定供汽。

2.吹扫目的

清除管道内残留的杂质、浮锈等，以免杂物进入蒸汽透平造成透平叶轮、密封及其它零部件的损坏。

3.吹扫原则

厂区域内超高压蒸汽管道的吹扫打靶工作由厂区生产总体组织和指挥，各项目组、空分装置配合，由组织总承包单位和公用工程管廊施工单位负责吹扫过程中的具体操作。管道系统实行联合吹扫打靶的方式，先对空分装置109、110单元DN400管道同时实行吹扫打靶，打靶合格后再对汽轮机入口DN250管道同时实行吹扫打靶，吹扫采用降压方式进行，直至打靶合格。

自备热电厂界区内的超高压蒸汽管道由自备热电厂组织吹扫，打靶合格后再与厂界区内管道连接。

打靶合格与否的检验标准各管段均采用MAN Turbo提供的检验标准（见九）。

经过和用户专利商确认，位于空分装置界区内管道上的喷嘴式流量计不予拆除，随主管道一起吹扫、打靶；自备热电厂出界区的喷嘴式流量计同样随主管道一起吹扫。

鉴于蒸汽吹扫的有效性不在于每个阶段吹扫的时间长短，而在于吹扫的次数，因此不采取连续吹扫的方式，既可以降低蒸汽消耗又可以提高吹扫效果。本次吹扫的时间每次为30分钟。

4.吹扫前准备工作

4.1建设生产单位应做的准备工作

4.1.1人员准备

（1）排凝阀、吹扫临时排放阀等阀门的开关操作监督指导人员安排10人；

（2）测温、记录人员安排2人；

（3）管线膨胀检查、监测、记录3人（其中空分车间1人、机动部1人、安全生产部1人）；

（4）现场安全监督2人（安全生产部）；

（5）吹扫过程记录1人（安全生产部）。

4.1.2 工器具准备

4.1.3 车辆准备

首次引汽时需要配备现场指挥车1辆，救护车在现场待命。

4.2项目组与EPC总承包商、施工单位

4.2.1 空分装置内吹扫用的压力表已校验，精度不低于1.5级，压力表量程0～1.0MPa， 4块，安装在TE1160.1处（两套共需两块）和空分装置吹扫临时管线（DN250）末端（两套共需两块）；四公司在自备热电厂进148单元第一个高点放空处加1块压力表，量程为0～1.6MPa。

4.2.2 吹扫需用的工器具（耳塞、扳手）及检测靶板（DN400八块，DN250八块）等准备充足。

4.2.3 吹扫用的临时管线已按图纸要求配制完毕（见附图：9.0MPa蒸汽管线吹扫示意图），加固装置已安装完毕，经检查确认安全可靠；临时管线、管件、阀门按4.0MPa设计，吹扫排放口设在空分装置管道末端，要求如下：

（1）分别在空分装置109、110单元进汽轮机管道第一道手阀前设置三通，接DN400临时排放管线引至厂房外排放，排放口加消音器（共需要两个，压力等级均按PN4.0Ma设计），消音器要有明显标志，并以50米为半径划定安全警戒范围；

（2）在进汽轮机速关阀之前接DN250临时排放管线，末端接至DN400管线上（两条临时线共用一个消音器）；

（3）汽轮机高压密封汽管线（即DN25管线）入汽轮机的最后一道阀前加临时管线，末端接至DN400临时线上；

（4）所有临时管线须支撑牢固可靠。

5.吹扫前应具备的条件

5.1公用工程单元及空分界区内的超高压蒸汽管道

（1）管道工程的施工质量符合设计要求；系统管道机械安装已经结束，管道走向已按单线图或管道布置图的要求经再次确认无误，安装质量符合规范要求；

（2）管道支、吊架已安装调整完毕，符合设计和安全要求，消音器的制作、安装符合规范要求；

（3） 所有导淋管线已连接好并符合设计规范及操作要求；

（4） 管道强度实验完毕且合格；

（5）管线高温漆已刷、保温结束；

（6）管线联合酸洗完毕且合格，酸洗期间的临时设施已拆除；

（7）吹扫现场已清理完毕，不影响吹扫管道的检查；

（8）吹扫方案已经过审查并得到批准，已对所有参加吹扫的人员进行全面的吹扫技术交底和专项安全培训；

（9）下列资料已经过项目组、监理、总包、安装单位共同复查通过：

① 管道、管件等材料证明书；

② 管道、管件、阀门设备等的检验或试验记录；

③ 管子焊接、安装记录；

④ 焊接检验记录及热处理记录、报告文件；

⑤ 管道试压记录和酸洗记录；

⑥ 设计修改及材料代用文件；

⑦ 供吹扫用的管道单线图。

（10）整个吹扫区域做出明显的标志并拉警戒线封闭，派专人监护，无关人员严禁进入；

（11）施工单位已对管道各支架及允许偏移量做好原始标记；

（12）各个排凝阀已设置操作直梯或搭架子，满足安全操作有关要求；

（13）空分界区内的温度、压力、流量等仪表引出根部阀已关闭；

（14）测算管道的热膨胀距离，对可能碰撞其它管线、横梁的放空、排凝已采取必要的安全措施；

（15）参加吹扫工作人员配备完毕，分工明确。

5.2自备热电厂

（1）自备热电厂内超高压蒸汽管线吹扫打靶合格 （需经生产车间、项目组、空分专利商代表确认）；

（2）自备热电厂已做好配合吹扫的各项准备工作，0#炉出口流量、压力、温度等参数正常投用；

（3）控制吹扫流量的电动阀控制方式已从两位式控制改为点动式控制；

（4）对该方案已进行必要的培训。

5.3人员配备

要求参加吹扫的有关人员均要固定，全程参与，各负其责，确保吹扫过程中的人身及设备安全。

5.4联合确认

首次引蒸汽前，由建设单位组织，项目HSE部、项目质量部、各项目组、总承包商和施工单位共同对第五、六项中相关内容进行联合检查，确认具备引蒸汽条件方可引汽暖管。

6.吹扫要点及注意事项

6.1 吹扫方法为暖管→吹扫→降温→暖管→吹扫→降温的方式重复进行。

6.2 吹扫必须先充分暖管，引汽一定要缓慢并注意疏水，防止发生水击（水锤）现象。一旦出现水击，应采取如下措施处理：

沿途开大排凝，源头减小汽量，如果仍然控制不住，则停止源头蒸汽，开大排凝疏水。

6.3 首次暖管时，过程中必须经常检查管线的热膨胀（与标记线位移量）、管道的滑动、弹簧支吊架等的变形及偏移情况是否正常，暖管应缓慢进行，严格控制暖管速度宜慢速加长时间，确保管系及相关结构的安全。

（1）暖管前应确认：管道上所有排凝阀打开，管道上部的放空阀关闭，打开空分厂房内的DN25临时阀门；

（2）联系电厂打开电动阀向管道内缓慢引入蒸汽，对管道进行预热、排凝，当排凝阀处蒸汽冒兰烟时，从前往后逐步关小排凝阀，在管道末端温度达300℃后关闭各排凝阀，逐渐开大空分厂房内DN25临时阀门进入吹扫阶段；

（3）暖管由自备电厂控制蒸汽参数为温度390℃、压力3.5Ma、流量：10-30t/h；

（4）第一次暖管时间要适当长一些，大约需要4～5h，即升温速度2℃/min左右。

6.4 首次吹扫时间为半小时，吹扫蒸汽参数为温度390℃、压力3.5Ma、流量：60-140t/h，调节

自备电厂的电动蒸汽阀门开度逐渐加大吹扫蒸汽流量，原则上按照蒸汽流量表（表9-2 ）来控制蒸汽流量，但视整个系统管道和末端放空的震动情况现场决定吹扫流量。

6.5 第二轮以后的暖管时间可以短一些，在3～4h，每次吹扫时间仍为半小时，降温采用自然冷却方式，管线冷至100℃以下后即可进入再次吹扫阶段，大约吹扫10次，可进行打靶实验；靶板采用内置式铝板4组，以备用。

根据其它项目的实际吹扫经验，不需要每次吹扫后都冷却到100℃以下，10次吹扫中有3次大冷却即可，这样可以加快吹扫进程。

6.6 自备电厂汽包控制阀前的蒸汽条件作为系统管道吹洗系数的计算依据，即：

吹洗系数=（吹洗管道流量）2×被吹洗管蒸汽比容/（额定负荷流量）2×额定负荷蒸汽比容）

吹扫蒸汽压力3.5MPa，温度390℃，吹扫流量最大140T/H，实际流量可以根据现场压力、温度测量值、主管和支管的动量值以及整个管道及放空振动情况，合理调整吹扫流量。

6.7 高压密封蒸汽管线的吹扫：在对DN400管道吹扫期间，DN25高压密封蒸汽管线与其同步进行吹扫。

6.8 暖管及吹扫过程中，建设单位和施工单位要安排专人适时检查、测量和记录支架的偏移量及变形情况。

7.管道系统联合吹扫步骤

7.1 打通流程：全关空分装置内的阀1、阀2、阀3、阀4，打开空分装置内的阀7、阀8，打开公用工程单元管道上的两道排凝阀，地面上的排凝阀打开到适当位置。全开空分界区内高压蒸汽管道上第一道排凝阀，第二道阀门打开到适当位置。

7.2 暖管：联系电厂打开电动阀向管道内缓慢引入蒸汽，对管道进行预热、排凝，当排凝阀处蒸汽冒兰烟时，从前往后逐步关小排凝阀，在管道末端温度达300℃后关闭各排凝阀，逐渐开大空分厂房内DN25临时阀门进入吹扫阶段。暖管速率约1000C/小时，暖管速率的监控可通过红外线测温仪检测，温度达到300℃（末端温度）暖管结束。

7.3 吹扫：按照蒸汽流量表的数值由电厂控制，逐渐加大至允许流量进行吹扫半小时。

7.4 降温：联系自备热电厂逐渐停汽，将管道上所有排凝全部打开，自然降温至100℃左右。

7.5 再暖管：暖管时间可以短一些，暖管速率约120℃/H，操作步骤同“2” 。

7.6 再次吹扫：步骤同“3” 。

7.7 降温：步骤同“4” 。

7.8 打靶：重复5、6、7操作步骤。10次后对109单元、110单元临时排放线排放口进行打靶，若不合格则继续对这段管道进行吹扫，直至连续两次打靶合格。打靶结束后，转入第二管段的暖管及吹扫工作。

7.9 第二管段（汽轮机入口DN250管道）的暖管及吹扫

打开DN250临时线上的5、6阀门，打开阀1、3后的排凝，缓慢打开阀2、4开始对第二管段进行暖管、疏水，待暖管合格后，开始对汽轮机入口DN250管道进行吹扫。联系自备电厂调整蒸汽参数至规定值，逐渐加大至允许流量吹扫半小时。

7.10 打靶：按5、6、7的步骤重复进行，6次后对空分装置109单元、110单元DN250临时排放线排放口进行打靶，若不合格则继续对这段管道进行吹扫，直至连续两次打靶合格。

7.11 超高压蒸汽系统管道全部吹扫合格后，联系自备热电厂停汽，管道排凝，宜引压缩空气进行吹扫，便于将管道系统内的凝液吹除干净，拆除临时设施，完善流程，系统恢复。

8.吹扫时间进度表和蒸汽流量表

9.吹扫效果检验

9.1 用打靶试验的方法进行吹扫效果检验；

9.2 靶板规格：靶板的制作规格执行MAN Turbo的要求；

9.3 全关蒸汽阀，确认无蒸汽流动时由空分装置末端安装靶板；

9.4 连续2次更换靶板进行打靶试验，每次连续吹15分钟，在40×40mm2范围内，以肉眼可见冲击斑点符合下表中的要求为合格；

10.安全注意事项及措施

超高压蒸汽管网的吹扫是一项难度较大的工作，安全上的主要问题是防烫、防高空坠落、防噪声，同时要注意在吹扫时不允许交叉作业，不允许有探伤作业。

（1）超高压蒸汽吹扫时，温度高流速快、噪声大、且呈无色透明状态，要求排放口设置消音器，且排放口必须引至室外，排放口周围应设置警戒；

（2）吹扫期间发出的噪音将对全厂各区域的施工人员、操作人员产生较大影响，要求现场人员佩戴耳塞；

（3）吹扫蒸汽温度高速度快，管道根部排凝阀在高空而无固定操作平台，所以吹扫过程中防烫伤、跌落事故的发生是另外一个安全防范重点，要求施工单位把低点排凝引至地面，地面排凝操作时要安排专人；要求操作人员按规定穿戴个人防护用品（如安全帽、隔热手套、劳保服装），具体操作时认真谨慎、精心。

（4）管道吹扫时，必须设警戒线，无关人员不得入内，并设专人监护、巡查。

（5）由安全管理人员负责操作现场不允许交叉作业，不允许有探伤作业。

（6）防烫伤药品放在空分车间办公楼内，一旦有人员烫伤，则尽快敷药救治，如果情况严重，则及时联系项目HSE救护车送医院救治。

（7）为了降低排气口噪音，须将排气点引至装置空地，并加装消音器。

11. 9.0MPa蒸汽吹扫网络计划表

12.相关照片

13.结束语

本联合吹扫方案的论证是经过多次专项讨论而最终确定，控制的重点首先是必须严格控制初期暖管速度，宜缓、稳，不宜操之过急，其次要步调一致，统一指挥。不可多头领导和下达指令。

管道系统暖管宜安排在白天，管道冷却和排凝在夜间进行。

本次吹扫时间持续了十天就完成达到了打靶验收合格的质量要求。

14.联合吹扫主要验收规范和参考文件

（1）《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235—97；

（2）《石油化工钢制管道工程施工工艺标准》SH/T3517-2001；

（3）《石油、化工施工安全规程》SH3505-99；

（4） MAN Turbo“Requirements for Safe Steam Turbine Operation With respect to cleanliness of the water-steam circuit”；

（5）化工装置实用操作技术指南（韩文光编著、化学工业出版社）；

（6）天津乙烯、海南炼化、辽化等企业高压蒸汽管道的吹扫经验。