化工装置蒸汽吹扫解析

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.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4h，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.中压蒸汽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8-10mm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。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