不停产清洗焦炉煤气管道的研究与应用

不停产清洗焦炉煤气管道的研究与应用【摘要】为适应国民经济,城市建设及环保业的发展，部分管道的输送介质已改为天然气。改输工艺中工作难度最大的是清除管道内壁存在的大量油垢，因为这些油垢的存在不仅会增大输气管道的沿程摩阻，造成能源浪费，而且还会降低天然气的质量，给用户带来不安全隐患，进而使环境受到污染。【关键词】不停产；清洗；焦炉煤气管道；研究；应用引言在各种工业生产系统中，各种类型的管道被用于输送特定的液体或气体。尽管各种工业设备接触的介质有所不同，但在不同温度、压力、介质之间的物理化学作用下，常常会在设备中产生高温聚台物、结焦、水垢、油垢、沉积物、腐蚀物等，这些污垢影响了设备运行的效益和安全，使效率下降、能耗物耗增加、工艺流程中断、设备装置失效、恶性事故发生、但要完全避免污垢的产生是不可能的，因此采用正确的清洗方法就成为工业生产中的一个不可缺少的环节。一、爆破法清洗焦炉煤气管道在液压设备安装过程中，液压管道内常残存大量的污染物。这是引起液压设备故障的重要原因之一。酸洗完毕后用碱液对管道内残存的酸液进行中和，接着对管道内壁进行钝化处理；钝化处理后，还需用干燥的压缩空气或氨气对管道进行吹扫；最后，用液压介质对管道进行循环冲洗。采用传统管道清洗法对管道进行清洗时，需更换大量的液压过滤器滤芯，且冲洗时间较长。（一）传统管道循环冲洗法的缺点在传统管道循环冲洗法中，当进行气体吹扫时，气体流速受许多因素影响，如管道的内径、管道中各种开关的管接头、管道的安装高度等，残留的污染物只能靠管路循环冲洗工序来清除。现在清洗时采用气体爆破法对酸洗后的管道进行处理，利用爆破作用除去管道酸洗后管道内残存的大部分污染物，减少了循环冲洗时液压过滤器滤芯的更换量，并大幅缩短了管路循环冲洗的工期。（二）气体爆破法的机理气体爆破法以惰性气体氮作为工作介质。气体快速流动还可在管道内通流截面发生变化的位置附近形成负压。负压可使管道内残存的液体气化。对管道系统进行多次气体爆破，就可使管道内的污染物随压缩气体～起从管道的排放口中排出。采用气体爆破法可把酸洗后管道内残存的大部分污染物清除掉，可以减少下一道管道循环冲洗工序的工作量。1.气体爆破的方法。管道的一端（a）口作为爆破口，另一端口（b）作为充气的加压口，在管道的a端口处安装一对法兰盘，在两个法兰盘的中间装入由石棉或铝材制成的爆破片，并拧紧法兰盘的连接螺栓，在b端口处安装高压球阀，球阀一端与氮气源相连接，压力表用于显示管道内的气体压力；管道内原来积存的压缩气体迅速通过爆破口法兰内孔排出，气体流动在管道内产生震动、冲击波和负压，使管道内壁上附着的杂质脱落，并随气流排出管道。2爆破片的选择。爆破片的强度决定了液压管道内应充入的氮气压力，同时也影响爆破除渣的效果。爆破片的选择原则是：液压管道的管径小，爆破压力可以高一些，还应考虑爆破时产生的后坐力对管道的影响。气体爆破时产生的后坐力不能过大，以免损坏已安装好的管道和管夹。最好采用厚度1—2mm的石棉板或铝板制作爆破片，把材料剪成圆形，其直径比法兰的内径大一些。（三）破法的实施1.准备工作尽量把爆破口设置在管道的最低位置处，为防止爆破时气体带出的渣粒飞溅伤人或损坏设备，爆破口的正前方应无人员或设备，爆破口周围应地势空旷以利于排气。把气体加压口设在管道的末端，所示安装高压球阀和压力表，紧固管道的管夹，并对爆破口中附近的管路采取防震加固措施，以防爆破时管道剧烈震动造成管道变形。根据管道的容量估算爆破所需的用气，在加压口附近储存适量的瓶装氮气。2.安全工作（1）严禁采用可燃性气体作为爆破气体，只能采用惰性气体。（2）在爆破口周围建立隔离带，禁止人员在爆破过程中进入爆破区域。（3）爆破过程中无关人员禁止接近液压管道。（4）由专人负责安装、拆卸爆破片,该责任人还负责指挥加压人员给管道加压。负责加压的人员在未接到加压命令时，严禁擅自打开气阀给管道加压。（5）当管道已加压而爆破片未爆时，若有问题处理，必须先利用管道加压口端的卸压阀把管道内的气体排泄完毕后才能进行。（6）每次爆破后，必须待管道内气体排放干净，人员才能进入爆破区更换爆破片。（四）调整爆破压力的方法充入管道内的氮气的最高压力与爆破片的强度有关，爆破时先从低压开始，然后逐步提高爆破压力,即通过逐渐增加爆破片的厚度的方式来提高爆破力。但是，爆破压力不宜过高，以防爆破时震动和后坐力过大，损坏安装好的管道，最高爆破压力为10mpa。（五）检测爆破效果的方法每次爆破完毕后，把白色绸布伸入到管道内部一定深度擦试管道的内壁，根据取出的绸布上附着的污染物的情况来判断管道内壁清洁情况,也可在进行爆破前，先在爆破口正前方距爆破口3-4m位置处挂一块白色绸布作为靶标，通过观察爆破时飞溅到绸布上的污染物的情况来判断爆破效果,当绸布上观察不到污染物时，可停止爆破。二、消垢法清洗焦炉煤气管道（一）油垢厚度的判断原油管道内壁的油垢厚度取决于所输送原油的性质,运行条件,运行管理水平及清管周期等因素。管道内壁油垢厚度必须根据原油管道停输前的运行工况来计算当量管径进行判断，判断的结果决定着管道清管方案的合理性,清管效果和清管的安全性。（二）油垢清除方案1.消垢原理运用机械化学清洗技术清洗油垢，以水或空气压缩机作为动力，根据不同管径及油垢厚度，采用相应的正,负公差清管器及软硬不同系列耐磨清管器先进行简单清管，然后再携带改性柴油，反复浸泡多次后进行机械清除。2.消垢方法在清管器清管后，在首端间隔一定的距离放入多个皮碗清管器和钢刷式清管器，将清洗液用泵注入到各个清管器之间，以水或压缩空气作动力，以一定的速度推动清管器和清洗液从首端运行至尾端。3.主要工序消垢工序为：管道勘察——管道清管——清除浮油——清除油垢——清扫管道——风干管道——验收——恢复输气。4.消垢法的优点（1）道不开口，利用管道的原始条件，以两个泵站自然距离作为施工段，避免了征地费用的支出及因开挖施工操作坑而引起的扰民问题。（2）清洗速度快，操作简便，机械化学清洗技术可根据管道的实际情况任意选择并确定清洗距离，不需要大量辅助的专用设备。（3）清洗液可回收再处理，无污染。（4）可消除长距离单一口径清管器一次性清除时发生堵管的隐患。结论应用此方法可以减少管道清洗的时间以及耗物量，使工厂有更多的时间来进行生产，改善清洗作业的环境，保障清洗工人的安全，在其他传统方法受限制时，它们也是一种有效的替代方法。参考文献：【1】盛敬超．液压流体力学[m]．北京：机械工业出版社，2009．【2】杨尔庄，李寿刚．液压工程手册[m]．北京：北京理工大学，2007．【3】《煤气设计手册》编写组焦炉煤气设计手册，中国建筑工业出版社，2008.【4】孙忠厚.水射流理论与技术，石油大学出版社，2007.