VCM裝置的管道吹掃及沖洗

趙雯婷中國成達工程有限公司 成都610041

某1000 kt/a PVC項目一期工程主要包括電石、燒堿、乙炔、VCM、聚氯乙烯裝置。其中VCM裝置的管道類型較多，包含碳鋼管、不銹鋼管、玻璃鋼管、鋼襯管等;管道尺寸范圍DN15～DN800，具有典型性。本文以VCM裝置為例，闡述管道吹掃及沖洗方案、步驟、重要參數的選擇及主要注意事項，討論吹掃及沖洗過程中遇到的問題及解決方法。

按《工業金屬管道工程施工及驗收規范》GB 50235－2010工業管道在壓力試驗合格后，進行吹掃與沖洗，以防止安裝過程中殘留在設備、管道內的棉紗、鐵銹、鐵屑、油泥等異物在開車時堵塞設備、管道、閥門，確保系統的正常開車及穩定運行，編制管道吹掃與沖洗方案。

1 吹掃及沖洗前的準備

(1)在完成工藝管道、儀表施工、管道壓力試驗合格、工程質量達到施工規范及設計文件規定后方可實施管道吹掃及沖洗。

(2)吹掃前所有動力設備完成單機試車，均能正常投用，工程質量檢查完畢，中間交接完畢。

(3)確認水、電、照明、通訊等公用工程已達設計條件，并能連續供給;消防、急救設施齊全。

(4)吹掃及沖洗前緊固各管道、設備上的法蘭。拆除流量計孔板、泵回流管道上的孔板、調節閥、止回閥、切斷閥等管件，并用模擬體或臨時短管代替，待管道吹掃沖洗合格后復位。關閉現場壓力表和壓力變送器根部閥。拆下所有未帶根部閥的安全閥、爆破片、雙金屬溫度計、遠傳溫度計，并用臨時盲板將管口堵上(可用4 mm以上的鋼板)。

(5)準備記錄表格，作好現場吹掃及沖洗記錄。

(6)需準備的材料及工具如下:①吹掃工作所需的氣源充足(儀表空氣、工廠空氣及氮氣均為無油、干燥的氣源，壓力0.6 MPa(G));②準備好用于更換調節閥的短節、臨時濾網、臨時用的法蘭、盲板及相應的密封墊片、拆卸工具若干;③準備木錘、白靶板，上涂白色油漆或粘貼、纏裹白布，以能明顯分辨出臟物為佳;④ 準備對講機，便于現場與操作室進行聯系;電筒、口罩和耳塞等勞保物品若干;準備現場警戒明示線，在吹掃區域外1m處劃分出明顯的警戒區域并掛警戒牌;準備軟管及不同尺寸的鋼管若干米，做臨時管用。

2 吹掃及沖洗

2.1 公用工程管道

全廠公用工程包括儀表空氣、氮氣、工廠空氣、生活水、脫鹽水、工業水及蒸汽，公用工程管道分別采用公用工程站送出的相應公用工程介質進行吹掃沖洗。

2.1.1 儀表空氣、氮氣、工廠空氣管道的吹掃

公用工程氣相管道的吹掃順序應先吹總管后吹支管。吹掃總管時，先拆下總管末端盲法蘭再打開總管閥門進行吹掃，吹掃至打靶合格為止?？偣艽祾吆细窈螅謴涂偣苣┒朔ㄌm，接著對裝置內各支管分別進行吹掃。吹掃支管前，先將支管末端與設備口相連法蘭脫開，再用臨時盲板將設備口處封住，最后分別打開各支管閥門進行吹掃，待打靶合格后恢復法蘭。

儀表空氣支管的吹掃，務必將所有程控閥、調節閥的氣源根部閥與儀表氣支管斷開，待吹掃完畢后再將各儀表空氣支管與各程控閥、調節閥相接。吹掃過程中要注意，一定要確保儀表空氣管道吹掃徹底，這是各程控閥、調節閥長期穩定運行的基本保障。每根管道至少吹掃3～5次，以無明顯臟物、粉塵及積水為合格。

2.1.2 生活水、脫鹽水、工業水管道的沖洗

公用工程液相管道的沖洗順序與操作方法和公用工程氣相管道的吹掃一致，先沖洗主管后支管，當排出口的水色和透明度與入口處的水色和透明度目測一致時，管道沖洗合格，恢復各管道法蘭。

2.1.3 蒸汽管道的吹掃

蒸汽管道吹掃前需對蒸汽管道、管件、管支架、管托，彈簧支吊架等作詳細檢查，確認其牢固可靠。將各支管末端法蘭脫開，接臨時管將吹掃排放口引至地面，排放口傾斜朝上，在排氣管前方50米范圍內設置隔離區，并標注明顯警示欄，防止蒸汽或吹出物傷人。

VCM裝置的低壓蒸汽主管為DN300，吹掃前將進界區的流量計拆下，接一段DN200的臨時短管到地面，待進界區前的蒸汽總管暖管、吹掃完畢后，再進行裝置內蒸汽系統的吹掃工作。

裝置內蒸汽管道的吹掃遵照先升溫后升壓，先主管后支管，先近后遠的一般原則?？刂普羝偣荛y門的開度，向管道內緩慢地送入少量蒸汽，對管道進行預熱，使管道平緩的進行膨脹，防止突然升高管道溫度，造成局部應力過大破壞管道。第一周期引蒸汽暖管時，暖管時間要適當長一些，大約需要3～4 h，即每小時升溫50℃左右，當進界區起端的蒸汽溫度與蒸汽總管末端溫度相近時，方可逐漸增大蒸汽流量進行吹掃，流速不應小于30 m/s。降溫是自然冷卻，一般使管道冷至100℃以下即可。蒸汽管道的吹掃方法采用暖管—吹掃—降溫—暖管一吹掃—降溫的方式重復進行，管道冷熱變形，易于管內壁的鐵銹等附著物脫落，故能達到好的吹掃效果。第二輪以后的暖管時間可短一些，一般1～2 h即可，每次的吹掃時間大約為20～30 min。對于第一次主干管的吹掃來說，因其管道長，吹掃反復次數亦要多一些，當排汽口排出的蒸汽流目視清潔時方可暫停吹掃，現場主干管的吹掃次數大約為10次。

各支管的吹掃方法同主管，多根蒸汽支管可同時吹掃，支管的吹掃次數相對少一些。暖管－吹掃－降溫一般反復4～5次，目測蒸汽出口清潔即可停止吹掃。

吹掃合格后，拆除所有臨時排放管，并將管道、閥門、過濾器、疏水器、儀表等恢復至原狀，緩慢打開蒸汽總閥，進行暖管，發現各排凈閥水已排凈且出現干蒸汽后，關閉放凈閥門，打開疏水閥前截止閥，冷凝水通過疏水閥外排，繼續緩慢打開蒸汽總閥直至總管末端蒸汽溫度與進界區總管溫度一致時，全開蒸汽總閥，送汽，程序結束。

蒸汽吹掃時溫度髙、流速快、噪音大，現場工作人員均帶有隔音耳塞以降低噪音。蒸汽吹掃前裝置內所有的蒸汽管道均已保溫，以減少吹掃蒸汽量的損耗。蒸汽吹掃的臨時排放管均在地面上設有固定架，以免蒸汽流引起管道振動。蒸汽管道在吹掃結束后，界區蒸汽總管閥門不關閉，各吹掃口始終保持有較少蒸汽量流通，防止管內再次積水生銹。

2.2 工藝介質管道

2.2.1 液體介質管道的沖洗

液體介質的管道大致分兩類，一類為液體自流管道，另一類為泵進出口管道。

對于自流管道的沖洗，一般先將管道入口的設備灌入水，利用液體自流對管道進行沖洗。自流管一般比較干凈，沖洗時間在5 min以內，待目測排出口的水色和透明度與潔凈水一致時，沖洗合格。

若管道與泵相連，將泵入口容器注滿水，開啟泵讓液體在設備與泵之間打循環，待回流管清洗合格后，關閉回流管閥門。沖洗泵出口各支管時，應將泵出口的各支路末端法蘭脫開，用臨時軟管將排放液體引至就近地溝。依次打開各支路閥門進行管道沖洗。沖洗時需向容器補水，補水流量視排水流量確定，保證管道沖洗水的流速不低于1.5 m/s。液相管沖洗完成后，應及時將管內積水排凈，并及時通入工廠空氣將管道內殘存的水分吹干，以免管道積水生銹。典型的液體管道沖洗方案見圖1。

圖1 液體管道沖洗方案圖

沖洗完成后，需將儲水靜設備的人孔蓋打開，對設備進行人工清掃，清除設備底部殘留物。對于不銹鋼，玻璃鋼及鋼襯管，其管道較潔凈，沖洗時間較短，一般沖洗10 min即可，而碳鋼管一般至少需要沖洗半小時以上才能合格。

2.2.2 氣體介質管道的吹掃

VCM裝置各工序均集中布置在同一框架，各工序內工藝系統設計壓力相同，對各工序工藝氣相管道采用整體充壓泄壓的方法進行吹掃。先將進出裝置的工藝氣相總管閥門關閉，在框架一樓找一個低點，將氣相管的法蘭脫開，用臨時管將排放口引至空曠處，用工廠空氣向氣相系統補氣，待系統壓力升約至工廠空氣壓力時，快速打開排放口閥門泄壓，利用高速排放的空氣氣流將氣相系統內的鐵銹、塵土、水分及其它臟物帶出。每泄壓吹掃完成一次后，用木錘對管道上的焊縫(在距焊縫處15～20 mm處沿焊縫方向)、彎頭、管道死角處敲擊，注意用力不宜過大，使焊渣等小顆粒物質及銹粉盡可能的除去。如此反復多少充壓泄壓，在排氣口設置貼有白布或涂刷白色涂料的木制靶板進行檢驗，待吹掃2 min后靶板上無鐵銹、塵土、水分及其他雜物時，吹掃合格。吹掃前應將系統內部閥門全開，否則在吹掃時會損傷閥門密封面。

對于合成工序VCM氣相總管，其直徑較大(DN800)，管道較長(超過500 m)，若采用工廠空氣對系統簡單的充壓泄壓進行管道吹掃，充氣時間太長，且不能滿足吹掃氣相流速大于20 m/s的要求，很難將管內的異物吹掃干凈?，F場采取“空氣爆破法”對DN800的VCM氣相總管內部進行吹掃，可起到較好的清潔效果。

現場利用氯乙烯壓縮機向VCM氣相總管出口進行充壓，VCM氣相總管入口盲法蘭端脫開，安裝石棉板作為爆破口進行爆破。氯乙烯壓縮機設計的排出壓力為0.75 MPa(A)，但氯乙烯壓縮機出口無管道與VCM氣相總管連通，現場臨時在氯乙烯壓縮機DN250的出口循環管道上開了一個DN150的孔，焊接上DN150的臨時管返回到VCM氣相總管末端。在回流管開孔處需增補加強圈，以彌補接管處應力的損失。再將氯乙烯壓縮機入口總管管端法蘭脫開，在其入口處加上60目的不銹鋼過濾網，保證雜質不被帶入壓縮機。將VCM氣相總管入口盲法蘭端脫開，采用2層強度較低的6 mm石棉板將其封閉，石棉板上刻“十”字刻槽，以減小爆破片承壓能力。拆除吹掃管道上的孔板、流量計、溫度表等儀表，并將吹掃管道與其它相鄰管道、設備隔離。待準備工作做好后，開啟氯乙烯壓縮機抽大氣向VCM氣相總管充壓，系統壓力逐漸升高，大約10 min后，系統內空氣壓力逐漸升高至約0.4 MPa(A)，超過爆破片所能承受的極限壓力時，爆破片破裂，能量瞬間釋放，系統中的壓縮空氣迅速膨脹從爆破口以極高的速度噴出。同時管道內的焊渣、水等其它雜物在爆破引起的震動作用和高速氣流的沖擊下隨之排出，實現吹掃目的。反復爆破數次，可使管道內的清潔程度達到要求。具體的吹掃方案見圖2。

圖2 DN800的VCM氣相總管的吹掃方案

吹掃完畢后，拆除臨時管，恢復法蘭及氯乙烯壓縮機回流管道，并仔細檢查各拆開口、確認拆下的調節閥、流量計孔板、儀表均復位，各臨時密封墊片均更換為正式墊片，其中在復位時要特別注意孔板安裝的正反方向。爆破法省工、省時、成本低、進度快，技術簡單，對于大直徑管道或拐彎多、支線多、臟物不易清除的管道的吹掃特別有效。

對于VCM球罐、VCM高低沸塔、回收塔及廢水汽提塔頂部工藝氣放空管道均為豎直管，管道上無管件，且管道出口朝下，可以不用吹掃。

氣相管道吹掃檢驗合格后，還需通入壓縮空氣敞開吹半天至一天，以保證管道內的水汽徹底除凈以免管道積水生銹。

3 吹掃過程中安全注意事項

參與管道吹掃沖洗的人員均應經過系統的安全、技術、操作知識培訓，并在吹掃沖洗過程中對參與人員實行定崗責任制。現場指揮人員主要負責吹掃沖洗工作實施中的現場指揮及協調工作，避免工作中的脫節造成安全事故;儀表專業人員在吹掃前后主要負責現場儀表的拆除及恢復安裝等工作;安全人員主要負責吹掃沖洗工作實施中的安全工作，嚴禁吹掃沖洗工作的實施中非相關人員在警戒區內隨意走動;實施人員主要負責吹掃沖洗工作的實施(包括協助鉗工進行相關管件、閥門等拆卸和恢復安裝工作)，一切行動聽從主要指揮人員的號令。每次吹掃時，閥門的開關操作執行有專門的人員分工協調操作，即現場及控制操作的操作人員在得到指揮人員的明確示意后方可開關閥門進行吹掃，特別注意在吹掃氣體排出口附近四周嚴禁有人員的分布。特別對于爆破法吹掃，管道內的雜物會隨爆破氣體迅速吹出，動能很大。因此，要求現場爆破口前方10米內不得有人、不得堆放物品，以確保安全。做好吹掃人員人身防護工作，操作人員應佩戴護目鏡，防噪音耳塞等安全裝備。

4 結語

為保證吹掃工作的順利高效進行，在吹掃前應嚴格控制管道焊接、安裝、試壓質量，制定合理的吹掃方案、選擇合適的吹掃參數、設置合理的管道支架及吹掃口等，才能高效、有針對性對管道進行吹掃及沖洗。

1 GB 50235－2010，工業金屬管道工程施工及驗收規范［S］.