“蓄壓吹掃法”在化工管道吹掃中的應(yīng)用

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1、蓄壓吹掃法”在化工管道吹掃中的應(yīng)用中國石油化工股份有限公司九江分公司煤制氫運(yùn)行部江丙九江332000摘要：介紹了九江石化煤制氫裝置在開工過程中針對吹掃氣量少、管線長且彎頭多、吹掃處理時(shí)間短的問題，提出新的吹掃方法。該方法不僅解決了吹掃氣量少、處理時(shí)間短的問題，而且節(jié)省了開工費(fèi)用100多萬元。關(guān)鍵字：吹掃；蓄壓；爆破1問題的提出煤制氫裝置在開工吹掃階段能夠利用的吹掃氣源氣量較少，只有2000Nm3/h的工廠風(fēng)。利用“爆破吹掃”的方法對合成氣管線吹掃過程中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過多次吹掃后打靶檢驗(yàn)不合格，管道內(nèi)仍存在有大量的雜物。煤制氫裝置管徑大、管線長、彎頭多、管線連接法蘭少的管道很多，此類管線的爆破

2、吹掃效果差成為開工吹掃過程中亟須解決的問題。2解決的思路理論上吹掃氣量越多，壓力越大，爆破的瞬間氣體的流速越大，管線內(nèi)的雜物越容易被帶出。利用管道連接中的壓力容器設(shè)備來貯存壓縮氣體，然后快速開啟閥門卸掉壓縮氣體，帶出管線內(nèi)的雜物。稱之為“蓄壓爆破吹掃”。此方法理論上可以解決煤制氫裝置吹掃過程中存在的諸多難題。3蓄壓爆破吹掃法蓄壓吹掃法就是利用容器設(shè)備的容積，存儲(chǔ)大量的壓縮氣體，當(dāng)容器設(shè)備、管線壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，快速打開管線末端的切斷閥，使壓縮氣體以最大流速從管線內(nèi)部噴出，并將其中的雜物排出的方法。在這個(gè)過程中，蓄壓容積越大，吹掃效果越好。為保證吹掃的效果，盡可能的利用容器設(shè)備，容器設(shè)

3、備通過流程進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，以提高壓縮氣體的容積量。3.1理論分析根據(jù)熱力學(xué)原理，理想氣體由絕對壓力為P時(shí)進(jìn)行絕熱膨脹至大氣壓力所作之功為：(空氣的絕熱指數(shù)為1.4)U=(PV/(K-l))*(l-(0.1013/P)(K-l)/K)*106=2.5PV(1-(0.1013/P)0.2857)*106式中：U-氣體膨脹所做之功單位JP-氣體絕對壓力(表壓)単位MPaV-氣體容積單位m3K-空氣的絕熱指數(shù)合成氣管線連接容器(變換氣分離罐)體積為：40m3,合成氣管線容積為：56m3,合成氣管線沖壓為0.45Mpa,瞬間降壓至大氣壓力吋釋放的能量：U=2.5*0.45*(40+56)*【1-

4、(0.1013/0.45)0.2857】*106=37465181J如果該能量全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，則可利用勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的計(jì)算公式：EP=l/2*mv2,計(jì)算出氣體瞬間的速度約為：362m/s計(jì)算結(jié)果表明，在蓄壓吹掃的一瞬間，氣體的流速高達(dá)362m/s,遠(yuǎn)高于氣體吹掃要求的20m/s的吹掃速度。上述計(jì)算表明蓄壓吹掃法理論上是可行的。通過分析計(jì)算公式，當(dāng)氣體的絕對壓力P值越高，U值越大，則氣體的瞬間速度越人；當(dāng)氣體的容積V值越人，則U值越人，氣體的瞬間速度越高。3.2實(shí)際應(yīng)用為檢驗(yàn)該方法在實(shí)際中的吹掃效果，利用變換分離罐貯存壓縮空氣，吹掃合成氣管線。具體方法：如圖1所示。檢測方法：通過使用鋁

5、片制作的光亮靶片進(jìn)行打靶試驗(yàn)。工藝流程簡圖如下：圖1氣化至變換合成氣管線簡圖2015年4月21日，根據(jù)上述實(shí)施方式對該合成氣管線進(jìn)行了第一次蓄壓吹掃，通過觀察現(xiàn)場排放U,發(fā)現(xiàn)有大量的黃煙及雜物噴出；四次吹掃后，排放U無黃煙噴出，根據(jù)方案檢測要求進(jìn)行打靶試驗(yàn)，結(jié)果不合格，靶片雖光亮但還有部分撞擊點(diǎn)；經(jīng)過六次吹掃后，再次進(jìn)行打靶試驗(yàn)，結(jié)果合格，靶片光亮無任何撞擊點(diǎn)。通過合成氣管線吹掃實(shí)施結(jié)果表明，蓄壓吹掃是一種適合大管徑、長管線的吹掃方式。特別是針對管線彎徑多，無法進(jìn)行分段爆破吹掃的管線，該方法更具有操作性。將此吹掃方法應(yīng)用到后續(xù)的管線處理中，不僅保證了吹掃的效果，而iL提前7天完成管線吹

6、掃工作。3.3吹掃的特點(diǎn)(1)吹掃介質(zhì)用量較小。由于是蓄壓吹掃，針對吹掃介質(zhì)的流量要求不高，只介質(zhì)需要滿足一定的吹掃壓力。對于缺少大型壓縮機(jī)或暫吋缺少大風(fēng)量的裝置，通過蓄壓吹掃，能解決大管徑吹掃的難題；(2)蓄壓后介質(zhì)流速高，攜帶能力強(qiáng)，能吹出管內(nèi)殘留的泥沙、焊渣等雜物；(3)可串聯(lián)/并聯(lián)蓄壓，蓄壓能量通過容器的串聯(lián)/并聯(lián)，越蓄越高，同吋流程前段的管線通過串聯(lián)經(jīng)過多次吹掃后，潔凈度越來越高；后管段由于蓄壓能量高，吹掃質(zhì)量能得到保障；(4)通過容器蓄壓，吹掃過程中，能量釋放吋間長，相對于爆破吹掃的能量釋放，能量釋放的吋間更長。(5)由于容器內(nèi)的氣體吋間較長，適用于管線長，彎道多的管線吹掃

7、；(6)管線死角的雜物會(huì)由于蓄壓能量釋放吋產(chǎn)生的震動(dòng)，被急速膨脹的氣流帶出。吹掃質(zhì)量較高；4經(jīng)濟(jì)效益一般情況下采用空氣吹掃需要有足夠的氣量，使吹掃氣體的流動(dòng)速度大于正常操作氣體流速，一般最低不小于20m/S,以使其有足夠的能量，吹掃處管道和設(shè)備中的殘余附著物，一般而言該過程消耗量非常人，并II要一定的吹掃吋間，因此，空氣吹掃通常使用裝置中大型的空氣壓縮機(jī)進(jìn)行提供。即使是為保證吹掃質(zhì)量進(jìn)行分段吹掃，消耗的氣量也是非常巨大。煤制氫裝置適合使用“蓄壓