管线中水击现象的成因及设计预防措施.doc

管线中水击现象的成因及设计预防措施随着科学技术的发展，特别是计算机技术的广泛运用，配管设计已逐渐发展成为独立的工程设计专业。在石油化工企业的新建、扩建、改建工程中，管道的设计与安装，已经成为整个工艺设计工作的重要组成部分。在配管设计中，通过管道应力的分析计算，可以检查管道在设计条件下是否具有足够的柔性，保证管道的安全运行。但是，从配管模拟设计过程以及装置现场反馈信息中发现，石油化工装置运行中，尤其在装置的试车阶段，管线的振动问题仍有发生。致使管线振动的原因很多，水击是其中比较常见的原因之一。因此，防止管道水击现象的发生是配管设计中不可忽视的重要因素。本文就水击现象的成因、设计预防措施进行初步的探讨，供配管设计人员参考。1 水击现象的成因及危害11 水击现象的基本概念水击是管道瞬变流动中的一种压力波，它的产生是由于管道中某一截面的流速发生改变，这种改变可能是正常的流量调节，或因事故而使管道堵塞，从而使该处压力产生突然的跃升或下降，并以波的形式，以波速a向整个系统传播，这种现象称为水击。根据水击发生的程度可以简单地分为一般性水击和破坏性水击。12 水击现象的成因在实际生产中，能够引起管道系统流速变化而导致水击的因素很多，如：（1）阀门的正常开、关或调节，事故的开、关和损坏堵塞；（2）泵的启动和停运；（3）蒸汽管道在暖管过程中出现凝结水。从理论上讲，石油化工装置在设备切换阀门关闭时，当阀门的开度逐渐减小时，管道中流体介质的流速也逐渐减小，由于介质的惯性作用，在阀门的上游部分产生压力升高，而在其下游部分产生压力降低；反之，当阀门的开度逐渐增大时，管道中流体介质的流速逐渐增大，在阀门的上游部分产生压力降低，而在其下游部分产生压力升高，产生介质的不稳定流动“水击”。 同样，由于操作压力和温度的波动等原因造成介质体积的膨胀和收缩，也会导致水击现象的发生。当此压力、温度波动超过一定范围，或在事故状态、装置开停车状态需要快速关启阀门时，管内的液相介质部分汽化或气相介质部分液化，管内产生局部气、液两相流，从而有可能发生严重的不稳定状态，导致“破坏性水击”。13 水击的理论计算 131 一般性水击计算当发生水击现象时，根据流体力学原理，压力管道中任一点的流速和压力不仅与该点的位置有关，而且与时间有关，这一不稳定状态将持续过渡到下一个稳定状态。当发生水击压力升高时，管道的管壁产生了弹性膨胀，介质受到压缩，介质的密度也会有所增加；当发生水击压力降低时，管道的管壁产生了弹性收缩，介质受到的压力减小，介质的密度也会有所减小。这是研究水击现象的理论基础。如图1.1所示，设在水平管内取出一段流体，在时间段t内，水击波从流体的一边传递到另一边。水击波传播速度为a，所以流体长度为L= at。设原有的流速为V0，水击波通过后的流速为V0 V，流速变化值为V。压强也从原有的H增大到(H+H)，同时流体密度和管道断面都有相应的变化。错误！未指定主题。 图1.1根据冲量变化应等于动量变化的原理，即 p t = mV (+)( H+H)( A+A)HA t=( A+A) LV忽略二阶微量，并且 = a，得：H + H = V再忽略管道断面的变化，得出水击压头的增值为：H = V = (V0 V) （式1.1）式中：H 水击压头 ，m； a 水击波速 ，m/s； V0 起始流速 ，m/s； V 终了流速 ，m/s； A 管内截面积，m2 ； 流体的容重，kg/m2. S2； g 重力加速度 ，9.81m/s2。再根据连续方程，求得水击波速为： a = （式1.2） 式中： a 水击波速 ，m/s； K 介质的体积弹性模量，Pa； 介质密度 ，kg/m3 ； D 管道内径 ，m ； e 管壁厚度 ，m ； E 管材的弹性模量，Pa。由式1.2可见，水击波速随着弹性变形的增大而减小。在常温的水中， =1439 m/s。对于大直径钢管，a 可能低于 900m/s；对于小直径的高压钢管，a 约为 1200 1350 m/s。由式1.1可得出如下结论：（1）起始流速大，终了流速小，即V0V，H为正值，产生正水击，代表阀门关闭情况。反之，则为负水击，代表阀门开启。（2）水击值的大小与波速a成正比。（3）水击值的大小与流速变化的绝对值也成正比。例如某管道的流速为2 m/s，阀门突然关闭，流速瞬间降为零，如水击波速 a为500 m/s，则水击压头为： H = (V0 V) = 2 = 102 m这是一个相当大的压头，所以在设计中如不预先考虑到这种情况，将会造成严重后果。132 破坏性水击判断气、液两相流是产生“破坏性水击”现象的内在原因。气、液两相流在管内的流动状态随管内的流速以及液相、气相介质的密度、表面张力等性质不同，大致可分为七种流型：即分散流、环状流、气泡流、层流、波状流、柱状流和活塞流。在这七种流型中，柱状流由于气体快速运动而引起周期性地起波状，形成泡沫栓，沿管道以比液体平均速度大得多的速度流动，碰撞回弯管件，会引起严重水击现象。气、液两相流的流型判断：气、液两相流体在水平管内流动流型可由图1.2中Bx ，By值确定；在垂直管内流型可由图1.3中Fv ，Fr值确定。但实际上图中各流型区域间存在一定范围的过渡区。一水平管内流型 Bx = 210 (Wl / Wg ) ( /l2/3 ) (l1/3 /l ) （式1.3） By = 7.1 Wg / (A ) （式1.4） 式中： Wg 、Wl 气、液体流量， kg/h ； g 、l 气、液体密度， kg/m3 ； l 液体粘度， 厘泊 ； A 管内截面积， m2 ； l 液体表面张力, N/m 。错误！未指定主题。 图1.2：水平管内气、液两相流流型图通常可先计算出By ，如By 80000，对于一般粘度的液态烃类多为分散流区域，无需计算出Bx。二垂直管内流型 Fr = /( gd) （式1.5） Fv = （式1.6） 式中：Fr 弗劳德数 ； Fv 流动的气体分数 ； D 管子内径, m ； A 管内截面积, m2 ； g 重力加速度, 9.81m/s2 ； Qg 、Ql 气、液体体积流量，m3/s 。错误！未指定主题。 图1.3：垂直管内（向上流）气、液两相流流型图在管线设计中，首先计算出Bx 、By 值或Fv 、Fr值，再根据图1.2或图1.3确定流体的流动状态。在气、液两相流的七种流型中，柱状流、活塞流由于流动极其不稳定，容易形成水击，产生振动，导致管路损坏；而其余五种流型，由于流动相对比较稳定，不容易形成水击现象。所以在配管设计中，一般要求流体的流动型态为环状流或分散流，尽量避免柱状流、活塞流，以免造成水击现象，引起管线严重振动。14 水击现象的危害“水击”现象的发生会引起整个管系发生振动，使管道严重损坏；管道法兰连接处泄漏；管道推力和力矩过大，使与其连接的设备承受过大的应力或使其变形，影响设备的正常运行。1987年，扬子乙二醇装置在装置试车水运阶段，多根管线发生严重水击。水击主要发生在蒸汽管线、蒸汽冷凝液管线及部分带有调节阀的管线上。R-520乙二醇管式反应器（长171米、DN700、操作压力2.2Mpa、操作温度250）系统在水运过程中发生水击，造成该反应器从托架上被“击”落，向前推出约0.6m。与反应器连接的两根管线（DN200）造成严重损伤，影响了试车的正常进行。从“事故”后情况分析结果，认为是由于冷凝液减压后，管内流体形成汽液二相柱状流，产生水击现象造成的。1995年汽油加氢装置新增二段容积式氢气压缩机开车时，由于出口缓冲罐偏小，配管不合理等原因，导致缓冲罐出口管线振动，最大振幅达32.5mm，导致管线振裂，氢气泄漏发生火灾。2 水击的设计预防措施管线的振动是引起管路损坏的一个重要原因，而水击现象又是造成管线振动的一个极其重要的原因。因此在进行配管设计时要防止或控制水击现象，避免管线发生振动，造成管线损坏。21 防止因两相流形成水击现象的设计要点（1） 首先，要从流体的性质上加以了解，控制介质的温度、压力、流速，使其不致于处于气、液相混合区内。对于不可避免发生两相流的场所，一般要根据图1.2或图1.3确定其流型，尽量避免柱状流、活塞流，避免产生水击现象。如果在配管设计时，选用的管道在操作温度、压力下属于柱状流，可以采取缩小管径，在允许的压差下使管径减至最小，使流速增大形成环状流或分散流，也可采用增加旁路、补充气体、增大流量等办法避免柱状流。（2） 两相流管线的设计应尽量采用直管段，减少弯头；减压阀、安全阀、紧急切断阀后应采用大弯曲半径（R=56DN）的弯头或弯管。对于两相流管线上的小口径接管（如压力计，排放管线等）要采用结构合理的支管凸台，以免凸台与管线焊接处焊接应力集中，产生疲劳裂纹损坏管线。另外，引出接管应尽量短，对温度较低的可采用加强筋支承。（3） 两相流管线的振动与配管形状、管线的支承跨距、支承的形式有很大的关系。对于两相流管线，应尽量地少采用吊架，在应力许可的情况下尽量少用弹簧架。可用改变管线的刚度，增加管道阻尼的办法来减小振动，改管线的柔性设计为刚性设计，具体可减小管线的支承跨距、增加管道壁厚，根据应力分析、计算，正确合理地选择固定支架及其位置。在管道与支架的连接处，加上阻尼材料设施（如石棉），以增加系统阻尼。22 蒸汽管线设计中防止发生水击现象的措施（1） 由于管线的散热损失，蒸汽管内产生凝结水，若不能及时排除，在管道改变走向处就会产生水击现象，造成振动、噪音甚至管道破裂。因此，蒸汽管道需要疏水。蒸汽管线每隔90240米，在低点处（如蒸汽管上翻前）和末端要设集液管和疏水点，以排出管线内的冷凝水。另外，在蒸汽管道的末端、最低点、立管下端以及蒸汽管道减压阀、调节阀前也要设疏水点，用疏水器把冷凝水排出。（2） 当回收蒸汽凝结水时，在流动过程中因压降而产生二次蒸汽，形成汽液混相流，当流速增加或改变流向时会引起水击现象，导致管道发生振动甚至破裂。所以在确定总管的管径时应充分估计汽体的混相率，并使其有充分的安全率，同时为使凝液不致停滞，配管要波向流动方向。为了不增加静压和防止水击现象的产生，凝结水总管不宜向上抬升（如图2.1所示）。当蒸汽压力不同，但压差不大时，可合用一个回水系统。此时在各疏水器支管进入凝结水回收总管前，应设止回阀，以防压力波动产生水击现象。而当蒸汽压力不同，且压差较大时，不应接至同一回水系统。错误！未指定主题。图2.1：疏水器凝结水管与凝结水总管的连接（3） 对于蒸汽管线中由于疏水器不畅通而造成的水击现象，要从装置现场加以解决。定期检查，及时发现，及早更换疏水器。（4） 蒸汽管线的支承。蒸汽管线在管架或管廊上由于管子的自重和冷热伸缩，会使管线移动，为防止损坏保温层，要设管托。蒸汽管线的固定支架，不仅承受管线的重量，还要承受热变形产生的水平推力和位移磨擦力。在设计时必须充分考虑。（5） 蒸汽管线在试车及吹扫阶段，由于在升温过程中，冷凝水的量比较大，而设计考虑的疏水器往往按正常流量考虑，不能排净管道中的冷凝液，因此形成两相流。这种情况在设计中应加以注意，增加试车用临时疏水管线，避免形成两相流。2.3 避免不稳定流动造成水击的设计要素对于由于设备的切换、阀门的开启或关闭等形成了不稳定流动，从而产生了水击现象，应注意以下问题：（1） 在配管设计中，首先要计算出管道在最不稳定状态下的水击压力，是否在管道的许用应力范围之内。如果超过管道的许用应力，可采取加大管道直径，减小管中流速来减小水击压力。但这种方法一般只用于当计算出来的水击值略大于规定值时。（2） 对于易形成不稳定流动的场所，可以在管道的高点设置放空阀，减小支承跨距、增加固定支架。（3） 从装置现场的操作来讲，切换设备、关启阀门时平稳操作，保证整个生产过程的相对稳定状态，也有利于避免水击现象的发生。3 结语（1）配管设计时必须考虑“水击”对管系的影响；（2）配管工艺设计时，选择工作压力和温度要尽可能防止流体介质处于气、液两相流的状态。（3）管线要选用合适的支撑形式和支撑位置，防止管线中水击现象的发生。参考文献1 王树人主编水击理论与水击计算北京：清华大学出版社，19812 化学工业部化工工艺配管设计技术中心站化工管路手册（下册）北京：化学工业出版社，19863 张德姜、王怀义、刘绍叶主编工艺管道安装设计手册（第一篇）北京：中国石化出版社，1994蒸汽管道吹扫方案蒸汽吹扫时机：吹扫与其供汽锅炉的启动同步进行 蒸汽的选择：高压蒸汽管道（4-12MPa） 60m/s中压蒸汽管道（1-4MPa） 40m/s低压蒸汽管道（1MPa） 30m/s 准备工作： a.吹扫前应根据蒸汽管网的实际，制定完备的吹扫方案，它包括吹扫范围，蒸汽管网级别划分，吹扫蒸汽流量的确定和各级吹扫蒸汽参数（压力、过热温度值）的计算和确定，吹扫方法、吹扫顺序、排放口位置、吹扫用临时配管、阀门和支架、吹扫质量鉴定方法和标准、吹扫的人员组织及吹扫中的安全措施与注意事项等。 b.对蒸汽管道、管件、管支架、管托，弹簧支吊架等作详细检查，确认牢固可靠。除去弹簧的固定装置后，确认弹簧伸缩灵活。 c.检查并确认蒸汽导向管无滑动障碍，滑动面上无残留焊点和焊疤。 d.所有蒸汽管道保温已完成。 e.高、中压蒸汽管道已完成酸洗、钝化。 f.按吹扫方案要求。所有吹扫用临时配管、阀门、放空管、靶板支架等均已安装并符合强度要求。 g.已将被吹扫管道上安装的所有仪表元器件（如流量计、孔板、文丘里管）等拆除，管道上的调节阀已拆除或已采取措施加以保护。 h.每台蒸汽透平入口已接好临时蒸汽引出管。 蒸汽管网吹扫方法和要点： a.蒸汽吹扫通常按管网配置顺序进行，一般先吹扫高压蒸汽管道，然后吹扫中压管道，最后吹扫低压蒸汽管道。对每级管道来说，应先吹扫主干管，在管段末端排放，然后吹扫支管，先近后远，吹扫前干、支管阀门最好暂时拆除、临时封闭，当阀前管段吹扫合格后再装上阀门继续吹洗后面的管段。对于高压管道上的焊接阀门，可将阀心拆除后密封吹扫。各管段疏水器应在管道吹洗完毕后再装上。 b. 蒸汽管线的吹扫方法用暖管-吹扫-降温-暖管-吹扫-降温的方式重复进行。直至吹扫合格。 c.蒸汽吹扫必须先充分暖管，并注意疏水。在吹扫的第一周期引蒸汽暖管时，应特别注意检查管线的热膨胀，管道的滑动，弹簧支吊架等的变形情况是否正常。暖管应缓慢进行。即先向管道内缓慢地送入少量蒸汽，对管道进行预热，当吹扫管段首端和末端温度相近时，方可逐渐增大蒸汽流量至需要值进行吹扫。 d.引高、中压蒸汽暖管时，其第一次暖管时间要适当长一些，大约需要4-5 h，即大约每小时升温100左右，第二轮以后的暖管时间可短一些，在1-4h 即可。每次的吹扫时间大约为20-30min，因为降温是自然冷却，故降温时间决定于气温，一般使管线冷至100以下即可，吹扫反复的次数，对于第一次主干管的吹扫来说，因其管线长，反复次数亦要多一些，当排汽口排出的蒸汽流目视清洁时方可暂停吹扫进行吹扫质量检查。通常主干管的吹扫次数在20-30次左右，各支管的吹扫次数可少一些。经过酸洗钝化处理的管道，其吹扫次数可有明显的下降。 e. 高、中压蒸汽管道、蒸汽透平入口管道的吹扫效果需用靶板检查其吹扫质量。其靶板可以是抛光的紫铜片，厚度约2-3mm，宽度为排汽管内径的5%-8%，长度等于管子内径。亦可用抛光的铝板，厚度约8-10mmm 制作。连续两次更换靶板检查，吹扫时间1-3min，如靶板上肉眼看不出任何因吹扫而造成的痕迹，吹扫即告合格（同时应符合设计院要求）。低压蒸汽管道，可用抛光木板置于排汽口检查，板上无锈和脏物，蒸汽冷凝液清亮、透明，即为合格。 蒸汽吹扫的安全注意事项： 蒸汽吹扫特别是高、中压蒸汽管网的吹扫是一项难度较大的工作，因此，在吹扫流程安排、吹扫时间和临时措施及安全防范等方面，都要根据管网实际情况做好周密安排和搞好吹扫的各项协同工作。 a.高、中压蒸汽吹扫时、温度高、流速快、噪音大、且呈无色透明状态，所以吹扫时一定要注意安全，排放口要有减噪音设备，且排放口必须引至室外并朝上，排放口周围应设置围障，在吹扫时不许任何人进入围障内。以防人员误入吹扫口范围而发生人身事故。 b.蒸汽吹扫时，由于蒸汽消耗量大，且高低幅度变化大，因此供汽锅炉必须做到下列几点。 （1）严密监视和控制脱氧槽水位，防止给水泵汽化，造成给水中断而烧干锅； （2）降压吹扫时，由于控制阀门开关速度快，锅筒水位波动很大，要采取措施， 防止满水和缺水的事故发生； （3）要严格控制锅筒上、下壁温差不大于42。 （4）吹扫汽轮机蒸汽入口管段时，汽轮机应处于盘车状态，以防蒸汽意外进入汽轮机而造成大轴弯曲。蒸汽管道吹扫方案 一、吹扫的目的清除在安装，施工过程中残留的杂物，焊渣，铁锈等物。防止管道、倒淋堵塞及卡住仪表控制阀等。保证试车及生产的顺利进行确保投料生产一次成功。二、吹扫条件及准备工作1、全部蒸气管线已按设计施工完成。支吊架等经过验收符合设计要求，补偿器的固定螺栓已拆除。在重点部位管道支架标记支架和管架的相对位置。2、在蒸气总管的末端安装吹扫用临时管线，加装闸阀和临时排汽管。管口向上30-40，排气管道应具有牢固支撑，以承受排汽的反作用力。排放管应引至室外，并加明显标志。3、在排汽管前方50米范围内应设置隔离区，并有明显标志，防止蒸汽或吹出物伤人。由专人负责，严禁行人、车辆通行。三、吹扫程序：吹扫过程分为：暖管、管网的升压和降压、吹扫三个过程。吹扫先吹扫蒸汽总管，待总管吹扫干净后，再吹扫支管。A、暖管1、打开所有的倒淋，将管中的积水排净，以免造成水击。2、打开蒸汽总管末端放空阀门。3、暖管：通入少量蒸汽预热蒸汽管线充蒸汽升温。缓慢打开界区主蒸汽总管上的阀门，缓慢提升管道温度，使管道平缓地进行膨胀，防止突然升高管道温度造成局部应力过大破坏管道，维持1015/h（？）的加热速率，直到管道温度达到200（？）5、在暖管的过程中，重点检查管线支架位移、补偿器的伸缩情况。发现异常情况及时向调度报告，进行停汽处理。B、管网的升压和降压1、关闭蒸汽总管末端放空阀门，缓慢打开厂区外蒸气蒸汽总管上的阀门，提高管道蒸汽压力。2、当蒸汽总管压力达到0.1MPa时，每次提升0.1MPa，每升1个等级，沿线检查人员区域内管道地质量状况，发生漏气现象报告给调度。当达到压力等级并检查管道无问题后，打开蒸汽总管末端放空阀门，放散。15分钟后检查无问题后，关闭蒸汽总管末端放空阀门，继续升压至上一等级，合格后放散，如此直至压力升至0.8MPa（？）。C、吹扫（1）如管网压力能满足蒸汽管道的连续吹扫，则打开蒸汽总阀，对管道进行连续吹扫。（2）如管网压力不能满足蒸汽管道的连续吹扫，需先关闭末端阀门，对管道进行升压，当压力升至0.8MPa（？）时，打开末端阀门进行吹扫，当压力降为0.4MPa（？）时，关闭末端控制阀门继续升压，如此反复进行吹扫，流速不应低于30m/s。吹扫次数根据现场情况确定。（3）吹扫一定时间后，关闭末端阀门，安放检测木板，打开阀门进行检测，每次吹扫15min，关闭末端控制阀门，检查木板，直至板上无铁锈，焊渣等脏物。D、吹扫支管的操作方法（1）加热器支管蒸汽主管吹扫的过程中，操作工用木棒对支管焊缝进行轻轻敲击，让焊渣掉进主管吹走。关闭闪蒸罐到冷凝水泵的阀门，打开闪蒸罐冷凝水排放阀。蒸气主管吹扫完成后，稍开支管调节阀的旁路、疏水阀旁路，让少部分蒸气进入加热器的蒸气、冷凝水回收系统，进行暖管。温度达到150（？）开始进行吹扫。关闭蒸汽总管末端放空阀门，调节调节阀旁路阀，来控制仅加热器蒸气流速吹扫加热器前的蒸汽管线、冷凝水管线。在吹扫过程中，防止水击。注意在闪蒸罐排汽口附近不要有人靠近，确保安全。（2）再沸器支管关闭闪蒸罐到冷凝水泵的阀门，打开闪蒸罐冷凝水排放阀。蒸气主管吹扫完成后，稍开支管调节阀的旁路、疏水阀旁路，让少部分蒸气进入再沸器的蒸气、冷凝水回收系统，进行暖管。温度达到150（？）开始进行吹扫。关闭蒸汽总管末端放空阀门，调节调节阀旁路阀，来控制仅加热器蒸气流速吹扫加热器前的蒸汽管线、冷凝水管线。在吹扫过程中，防止水击。注意在闪蒸罐排汽口附近不要有人靠近，确保安全。（4）闪蒸罐到冷凝水泵的管线拆开进冷凝水泵前阀门。冷凝水管线吹扫干净后，关蒸罐冷凝水排放阀。调节再沸器支管截止阀，让蒸汽以一定速度从闪蒸罐到冷凝水泵的管线吹出。在吹扫过程中，防止水击。注意在管线排汽口附近不要有人靠近，确保安全。四、安全及注意事项1、参加吹扫人员应配备必要的劳保用品和工器具，防止发生人身安全事故。参与吹扫人员要熟悉系统工艺流程，服从分配，听从指挥，坚守工作岗位。2、吹扫前检查永久管道支架的可靠情况，临时管道应详细检查确认加固可靠。3、在管道吹扫前，应注意充分暖管。4、拆换检测木板时应将临时阀门关严，并在控制开关上挂严禁操作牌，以免发生事故。5、在吹扫工作过程中，各单位人员分工明确，各负其责。五、人员安排整个吹扫过程中，由调度统一安排，分别在厂外蒸汽总阀、厂内蒸汽总阀、蒸气总管末端排放阀设置三个操作点，厂外操作点4人，厂内总阀3人，末端2人，加热器支管、再沸器支管、闪蒸罐吹扫共8人，管线检查3人，配对讲机9部。蒸汽吹扫化工装置的蒸汽系统通常有多个压力等级参数，以适用不同设备和工艺条件的需要。例如，有拌热和加热用的低压蒸汽、有加热和工艺直接使用及工业汽轮机用的中压蒸汽，还有驱动大型工业汽轮机用的高压蒸汽，特别是对驱动工业汽轮机所用的蒸汽管道，在进行蒸汽吹扫时，不但要吹扫出管道中的脏杂物，而且还应把金属表面的浮锈吹除，因为它们一旦夹带在高速的蒸汽流中，将对高速旋转的汽轮机叶片造成极大的危害。因此，正确掌握蒸汽吹扫方法和严格质量要求是十分重要的。蒸汽吹扫通常按管道使用参数范围分为高、中压和低压两个级别（也有分高、中、低压三个级别）的吹扫方法进行，它们对吹扫的要求也各不相同。(1)吹扫蒸汽来源及参数选择。为提高吹扫效率和减少吹扫费用，蒸汽系统吹扫通常采用降压吹扫的方式进行，但蒸汽消耗量仍很大，一般需要其管道额定负荷下管内蒸汽流量的50-70%。参数高（中压、高温）、时间长。因此，蒸汽管网的吹扫多数都是与其供汽锅炉的启动同步进行的。在化工装置，如乙烯和合成氨装置等的高温工艺气的蒸汽发生器（废热锅炉）的输汽管道，为缩短开工周期，在装置化工投料前一般使用外供蒸汽或用其装置自建的开工锅炉提供汽源。蒸汽吹扫对汽源的要求是其蒸汽参数（压力、温度）和汽量应能满足各个级别压力下蒸汽管段吹扫的要求。蒸汽参数是直接影响吹扫效果的主要方面。蒸汽吹扫是利用管内蒸汽介质流动时的能量（亦称动量）冲刷管内锈皮杂物，能量愈大效果愈高。吹扫时影响蒸汽介质能量的因素有：吹扫时的蒸汽参数（压力、温度）；蒸汽管道的水力特征；吹扫时主气门开度的大小等。实际上这三个因素是互相关联的，必须根据具体情况选择计算出合理的吹扫参数。蒸汽吹扫参数选择原则是使吹扫（亦称吹管）时管内蒸汽动量应大于额定负荷下的蒸汽动量，即被吹洗系统任何一点的吹洗系数均应大于1。即吹洗系数k=（吹洗蒸汽流量）2* 被吹洗处的蒸汽比热容/（额定负荷蒸汽流量）2* 额定参数时蒸汽比热容.通常蒸汽吹扫时管内蒸汽流量使用额定值的50-70%，因此，可根据吹扫蒸汽参数参考的计算方法，结合吹扫管段结构的水力特性，计算出吹扫时汽源压力和蒸汽过热温度。一般使吹扫蒸汽在各不同压力等级管道下的流速达到：高压蒸汽管道（4-12MPa） 60m/s中压蒸汽管道（1-4MPa） 40m/s低压蒸汽管道（1MPa） 30m/s可满足吹扫要求。(2)蒸汽吹扫前的准备a.吹扫前应根据蒸汽管网的实际，制定完备的吹扫方案，它包括吹扫范围，蒸汽管网级别划分，吹扫蒸汽流量的确定和各级吹扫蒸汽参数（压力、过热温度值）的计算和确定，吹扫方法、吹扫顺序、排放口位置、吹扫用临时配管、阀门和支架、吹扫质量鉴定方法和标准、吹扫的人员组织及吹扫中的安全措施与注意事项等。b.对蒸汽管道、管件、管支架、管托，弹簧支吊架等作详细检查，确认牢固可靠。除去弹簧的固定装置后，确认弹簧伸缩灵活。c.检查并确认蒸汽导向管无滑动障碍，滑动面上无残留焊点和焊疤。d.所有蒸汽管道保温已完成。e.高、中压蒸汽管道已完成酸洗、钝化。f.按吹扫方案要求。所有吹扫用临时配管、阀门、放空管、靶板支架等均已安装并符合强度要求。g.已将被吹扫管道上安装的所有仪表元器件（如流量计、孔板、文丘里管）等拆除，管道上的调节阀已拆除或已采取措施加以保护。h.每台蒸汽透平入口已接好临时蒸汽引出管，以防吹扫时蒸汽进入汽轮机主汽阀及汽轮机叶片，损坏主汽阀及汽轮机叶片。(3)蒸汽管网吹扫方法和要点a.蒸汽吹扫通常按管网配置顺序进行，一般先吹扫高压蒸汽管道，然后吹扫中压管道，最后吹扫低压蒸汽管道。对每级管道来说，应先吹扫主干管，在管段末端排放，然后吹扫支管，先近后远，吹扫前干、支管阀门最好暂时拆除、临时封闭，当阀前管段吹扫合格后再装上阀门继续吹洗后面的管段。对于高压管道上的焊接阀门，可将阀心拆除后密封吹扫。各管段疏水器应在管道吹洗完毕后再装上。b. 蒸汽管线的吹扫方法用暖管-吹扫-降温-暖管-吹扫-降温的方式重复进行。直至吹扫合格。如是周而复始地进行，管线必然冷热变形，使管内壁的铁锈等附着物易于脱落，故能达到好的吹扫效果。c.蒸汽吹扫必须先充分暖管，并注意疏水，防止发生水击（水锤）现象。在吹扫的第一周期引蒸汽暖管时，应特别注意检查管线的热膨胀，管道的滑动，弹簧支吊架等的变形情况是否正常。暖管应缓慢进行。即先向管道内缓慢地送入少量蒸汽，对管道进行预热，当吹扫管段首端和末端温度相近时，方可逐渐增大蒸汽流量至需要值进行吹扫。d.引高、中压蒸汽暖管时，其第一次暖管时间要适当长一些，大约需要4-5 h，即大约每小时升温100左右，第二轮以后的暖管时间可短一些，在1-4h 即可。每次的吹扫时间大约为20-30min，因为降温是自然冷却，故降温时间决定于气温，一般使管线冷至100以下即可，吹扫反复的次数，对于第一次主干管的吹扫来说，因其管线长，反复次数亦要多一些，当排汽口排出的蒸汽流目视清洁时方可暂停吹扫进行吹扫质量检查。通常主干管的吹扫次数在20-30次左右，各支管的吹扫次数可少一些。经过酸洗钝化处理的管道，其吹扫次数可有明显的下降。e. 高、中压蒸汽管道、蒸汽透平入口管道的吹扫效果需用靶板检查其吹扫质量。其靶板可以是抛光的紫铜片，厚度约2-3mm，宽度为排汽管内径的5%-8%，长度等于管子内径。亦可用抛光的铝板，厚度约8-10mmm 制作。连续两次更换靶板检查，吹扫时间1-3min，如靶板上肉眼看不出任何因吹扫而造成的痕迹，吹扫即告合格（如设计单位另有要求应按要求办）。低压蒸汽管道，可用抛光木板置于排汽口检查，板上无锈和脏物，蒸汽冷凝液清亮、透明，即为合格。(4)蒸汽吹扫的安全注意事项。蒸汽吹扫特别是高、中压蒸汽管网的吹扫是一项难度较大的工作，因此，在吹扫流程安排、吹扫时间和临时措施及安全防范等方面，都要根据管网实际情况做好周密安排和搞好吹扫的各项协同工作。a.高、中压蒸汽吹扫时、温度高、流速快、噪音大、且呈无色透明状态，所以吹扫时一定要注意安全，排放口要有减噪音设备，且排放口必须引至室外并朝上，排放口周围应设置围障，在吹扫时不许任何人进入围障内。以防人员误入吹扫口范围而发生人身事故。b.蒸汽吹扫时，由于蒸汽消耗量大，且高低幅度变化大，因此供汽锅炉必须做到下列几点。（1）严密监视和控制脱氧槽水位，防止给水泵汽化，造成给水中断而烧干锅；（2）降压吹扫时，由于控制阀门开关速度快，锅筒水位波动很大，要采取措施，防止满水和缺水的事故发生；（3）要严格控制锅筒上、下壁温差不大于42。（4）吹扫汽轮机蒸汽入口管段时，汽轮机应处于盘车状态，以防蒸汽意外进入汽轮机而造成大轴弯曲。中压蒸汽管道试压吹扫方案一、简要概况本工程中的中压蒸汽管道设计压力为6.5MPa，工作压力为1.25MPa，管道材质为20#无缝钢管。阀门及配套安装