伊犁新天煤制天然气项目高压动力蒸汽吹扫总体策划

杨晋松

中国化学伊犁新天煤制天然气总承包项目部 北京 100007

1 工程概况

伊犁新天煤制天然气项目位于新疆伊宁市，以附近四矿的褐煤为主要原料，年产20亿m3的煤制替代天然气。 本项目由公用装置、气化装置、净化装置、甲烷化装置、空分装置、污水处理及回用装置和备煤装置七部分组成， 为全新无依托工厂。

2 系统概述

伊犁新天煤制天然气项目的高压动力蒸汽系统，涉及了空分、甲烷化、以及业主负责的热电几个装置， 共计7台汽轮机，管线远端（冷冻站）距离热电超过1500m，管道压力等级为9.8MPa，总母管直径DN450， 去往空分母管DN400，去往甲烷化及冷冻站母管直径DN275。中国化学承建单位分别为东华装置院（空分），华陆装置院（甲烷化）和天辰装置院（净化冷冻站以及外管廊）。

3 组织机构及分工

(1)高压动力蒸汽的吹扫，由业主牵头，联合中国化学，共同建立高压蒸汽吹扫组织机构；

(2)蒸汽气源的提供以及吹扫蒸汽流量品质的控制由业主负责；

(3)化工装置区吹扫的准备工作、实施操作、 打靶检验以及现场安全由中国化学负责；

(4)由于业主调度室不参加此次吹扫的整体协调工作， 由中国化学和业主热电调试人员直接进行联络沟通；

(5)业主每天早晚组织召开吹扫专项会议，所有吹扫相关负责人员参加。

4 人员和机具配备

天辰、东华、华陆装置院分别成立高压蒸汽吹扫小组， 编制各方具体的吹扫方案， 并按照方案配备足够的管理、技术、操作和安全人员，以及相关工器具和机具。

在总承包项目牵头下， 各装置院吹扫负责人与总承包部负责人共同组成化工装置区吹扫组， 负责内部以及与业主的联络沟通，实施高压蒸汽吹扫工作。

5 吹扫总体方案的选取

一般讲， 化工装置动力蒸汽的吹扫方案有两种方法

5.1 分段吹扫

依据管径的不同以及安装单位的责任范围，按照由源头至用户的方向，分段依次从母管到支管到用户进行隔断吹扫，上游工段合格后，连接下游支管进行下段吹扫。

这种方法的优点是： 每一个管径独立吹扫，独立计算以及计量吹扫蒸汽量，独立打靶检测吹扫质量，责任明确，流量准确，效果较好。 缺点是：不同管径的管道吹扫之前不宜连接，吹扫程序复杂，监测点多，工期长。

5.2 总体吹扫

把主管和支管以及用户连接起来组成系统，按照母管的吹扫流量要求，同时吹扫母管以及一条或者几条支管， 以支管的检验合格反推验证母管的吹扫合格。 简言之就是成系统的吹扫。

这种方法较简单，实施比较容易，工期短。 缺点是保证母管气量的前提下无法验证各支管的流量分配是否符合其吹扫需要， 只能靠设计人员使用相关专业软件进行流量模拟； 同时由于各管道需要连接，吹扫中往往是各区域一起吹扫，一旦后期出现问题，容易造成责任不清。

本项目实施吹扫时， 由于在管线安装过程中母管和支管的管口已经连接，为了保证工期， 采用了第二种方法进行吹扫。

6 总体吹扫原则

（1） 采用来自热电装置的过热蒸汽进行吹扫；

（2） 为加快吹扫进度，热电至空分、甲烷化、 冷冻站整个管系统统一进行吹扫。 吹扫分两个阶段进行：

第一个阶段以空分为主，空分、甲烷化、冷冻站吹扫口全部打开进行吹扫，空分装置打靶合格，第一阶段吹扫结束；

第二阶段对甲烷化、 冷冻站蒸汽管道进行吹扫，空分装置切断阀关闭，甲烷化、冷冻站打靶合格，第二阶段结束。

（3） 吹扫采用稳压方式进行，吹扫合格后，对汽轮机入口管道实行打靶检验。

（4） 空分三套汽轮机高压蒸汽管道同时吹扫，同时打靶，直至所有吹扫口打靶合格， 此时可以确定蒸汽主母管亦合格。

（5） 甲烷化二套汽轮机高压蒸汽管道同时打靶，直至所有吹扫口打靶合格。

（6） 净化冷冻站二套汽轮机高压蒸汽管道同时打靶， 直至所有吹扫口打靶合格。

（7） 高压蒸汽吹扫汽量由锅炉通过燃烧控制。

（8） 吹扫前必须经吹扫指挥部许可同意后方可执行。 吹扫指挥部在下达指令前必须确认各方安全准备到位及锅炉运行参数正常。

（9） 吹洗合格后试车指挥部组织各方代表签字确认， 并组织对下条管线的吹扫工作，直至所有管线吹扫结束。

7 高压动力蒸汽吹扫流程图

高压动力蒸汽系统由热电锅炉、蒸汽母管、空分母管和净化甲烷化母管、空分装置、 甲烷化装置和净化装置几部分组成。 吹扫的流程图见图1所示。

全场共计汽轮机7台，其中：

（1） 空分汽轮机3台，每台吹扫口2个，共6个；

（2） 甲烷化汽轮机2台，每台吹扫口1个，共2个；

（3） 净化冷冻站汽轮机2台，每台吹扫口1个，共2个。

图1 高压动力蒸汽吹扫流程图

8 吹扫参数的选取

根据锅炉实际操作工况，蒸汽出口温度为300～400℃，取350℃作为温度计算点。 同时在实际吹扫过程中，会根据实测的流量温度压力值来校核吹扫系数。

8.1 第一阶段吹扫参数

8.1.1 技术参数

经建模计算：

进入总母管蒸汽压力：P≥1.4MPa，

吹扫蒸汽流量：360t/h；

此时进入空分母管蒸汽压力：P≥1.2MPa；

吹扫蒸汽流量：299t/h；进入空分C套蒸汽压力：

P≥0.58MPa；

吹扫蒸汽流量：83t/h。

8.1.2 吹扫系数核算

总母管吹管系数

空分母管吹管系数

空分母管吹管系数

8.2 第二阶段吹扫参数

8.2.1 技术参数

经建模计算：

进入甲烷化和冷冻站母管蒸汽压力：P≥1.29MPa；

吹扫蒸汽流量：65t/h；

此时进入甲烷化母管蒸汽压力：P≥0.55MPa；

吹扫蒸汽流量：52.7t/h。

8.2.2 甲烷化和冷冻站母管吹管系数核算：

甲烷化和冷冻站母管吹管系数

甲烷化吹管数

8.3 冷冻站吹扫参数

空分、甲烷化打靶合格后，单独对冷冻站蒸汽管线进行吹扫。

经建模计算热电出口蒸汽：0.82MPa，吹扫蒸汽流量：16.5t/h。

9 高压蒸汽吹扫靶板制作以及合格标准

9.1 靶板制作要求

表1 蒸汽吹扫质量验收标准

靶板应用铝板制成， 并进行抛光处理，无肉眼可见斑痕；

靶板宽度应为靶板安装处管道内径的8%且不小于25mm， 厚度不小于5mm，长度纵贯管道内径；

9.2 吹扫合格标准

高压蒸汽吹扫质量验收标准执行《 工业金属管道工程施工质量验收规范》GB 50184-2011的规定。

10 吹扫前应具备的条件

（1） 对所要吹扫的高压蒸汽管道安装结束，焊口探伤结束，支管安装结束。

（2） 各装置入透平机主蒸汽阀前应有必要的压力表并保证灵敏、准确。

（3） 汽轮机应具备盘车条件（具体按照厂家设备随机说明书的要求）。

（4） 临时吹扫管线安装工作结束，必须检查确认符合本方案对吹管临时系统的要求。 吹扫系统各管路所有导淋具备接汽排放条件，必要时外引至安全地带。

（5） 岗位上消防器材齐全，消防通道畅通，消防系统能投入正常。

（6） 所有参与吹扫工作的人员进行安全、技术交底，使参与人员熟悉吹扫流程，掌握操作要点。

（7） 准备好检查靶板， 靶板表面经磨平抛光处理。 建议每个吹扫口约6～8块。

（8） 准备好必需的吹扫所需的对讲机、耳塞、手套等劳保用品，登高作业的安全带等防护用品；吹扫禁行指示标牌，警戒线等。

（9） 准备好足够的二硫化钼用于吹管期间主蒸汽阀的维护保养。

11 吹扫步骤

（1） 吹扫前阀门的确认。 对系统进行检查，去冷冻站、甲烷化汽轮机前双切断阀打开， 高压蒸汽管网所有疏水导淋已全开，A、B、C三套空分汽轮机前电动切断阀全开、气动切断阀阀芯抽出，中道法兰用临时盲板封死、所有温度计拆除、压力表前阀门关闭。

（2） 联系调度，由热电装置缓慢打开高压蒸汽阀门进行暖管。 检查界区内高压导淋排放情况，严防水击事故发生。

（3） 导淋排放无水见汽后，联系热电按0.02～0.05MPa/min、升温速率≤1.5℃/min的升压升温速率将压力升到0.5MPa稳压暖管，导淋排放见“ 蓝烟”后为暖管结束标志。

（4） 其第一次暖管时间要适当长一些，大约需要4～5h，即大约升温90℃/h左右，第二轮以后的暖管时间可短一些，在1～4h即可。

（5） 升温升压过程中应对整个管道系统、支架、临时管道进行全面检查，发现问题停止暖管， 待处理后再进行下步工作。 在所有法兰的连接螺栓热紧后再进行管路吹扫。

（6） 暖 管 合 格， 管 道 温 度 超 过250℃，适当关小各排放导淋。 再次检查管线沿途导淋是否有堵塞现象， 如有导淋堵塞应及时疏通， 无法在线疏通应做好标记等蒸汽停止后更换导淋。

（7） 暖管过程中应注意对速关阀法兰、调节阀中道法兰螺栓进行热紧。

（8） 当暖管结束且管道支、托、吊架检查完好， 联系调度按 0.02～0.05MPa/min的升压速率将管网压力逐步升到1.0MPa，≥1.5MPa，在升到各个压力等级下应停留10min， 检查吹扫情况，如有异常，立即停止吹扫，消除障碍后才可以继续进行吹扫。

（9） 吹扫应按照“ 暖管→吹扫→降温→暖管→吹扫→降温” 的顺序循环进行， 达到吹管系数后， 持续吹扫时间为1.5h。 降温是自然冷却，降温时间决定于气温， 一般使管线冷至200℃以下即可。管壁温度降至200℃以下可使粘结在管壁上的杂质因管壁冷却而脱落， 以利再次吹扫时被吹除。

（10） 吹扫开始时不必挂靶板检验，吹扫6～8次后进行打靶实验，视打靶情况判断继续吹扫次数。

（11） 打靶合格后停止吹扫，通知调度中心根据实际情况调整锅炉运行方式。

（12） 吹扫合格后，管路冷却到接近室温后拆除临时排汽管，拆除冲管工具，确认进汽腔室无杂质后装入速关阀。

12 吹扫过程记录和确认

管道吹扫完后， 应在事先编制好的“ 吹扫记录表”上进行记录，并在相应的吹扫流程图上做好标记。

每个吹扫口吹扫结束后， 由监理组织化建、装置院、业主方进行确认并在相关表格上签字。

13安全工作

安全工作是此次高压蒸汽吹扫的重中之重。 各装置院应按照要求制定通过审核的蒸汽吹扫工作的安全专篇， 制定详尽的安全管理和技术措施以及应急预案， 现场实施过程中由专职安全人员进行监护。 由业主牵头统一进行检查现场安全措施到位情况以及安全人员配备情况，并贯穿整个吹扫过程。

14监理的参与

高压动力蒸汽吹扫属于施工过程的预试车阶段， 监理有责任按有关规定履行职责，确保质量。 吹扫方案的确认、过程的实施、 以及最终结果的检验确认均应在监理的见证监督下进行， 并由监理在规定的记录表格上签字确认。