超大型火炬系統試壓實踐

黃長勝，李 靜，趙紅洲

（1.山東鐵雄新沙能源有限公司，山東巨野 274900；2.內蒙古榮信化工有限公司，內蒙古達拉特旗 014300）

超大型火炬系統對管道進行嚴格的強度和嚴密性試驗，及時發現系統、管道存在的缺陷，檢驗管道質量、安裝質量，便于及早采取必要措施，消除火炬系統存在的問題和隱患。

1 概述

百萬噸級煤制油裝置火炬系統非常龐大、管網復雜，共7個相對獨立的火炬系統集中設置，且均為大口徑管道。試壓過程中存在線路長、口徑大、試驗壓力高、前期準備工作量大、涉及裝置部門人員多、組織難度大、試壓條件和試壓設備不具備、無成熟可借用的經驗等問題和難點。通過和設計院、施工單位、監理單位和質量監督站共同協商確定，減少人力物力的浪費，節省了成本，降低了工作量，縮短了工期，提高了效率。

2 火炬管線壓力

裝置火炬管線共7條，分別為開工火炬、事故火炬、低壓火炬、酸性氣火炬、烴類火炬、超低壓火炬Ⅰ、超低壓火炬Ⅱ；開工火炬主要是六臺二千噸級水煤漿氣化爐開車配套火炬，沿途有四個火炬分液罐與事故火炬共用；酸性氣火炬包括凈化低溫甲醇洗及硫回收酸性氣專用火炬；超低壓火炬Ⅰ包括凈化工序的變換和油品的壓縮機；超低壓火炬Ⅱ包括合成的還原PSA、低碳烴回收、PSA 氫回收、甲醇裂解等裝置；烴類火炬包括鍋爐、燃氣發電、低溫甲醇洗和冷凍站的丙烯、合成、油品等；事故火炬包括氣化、合成、變換、低甲、污水處理等。

設計院綜合考慮標準規范要求，火炬管網最高操作壓力和火炬界區內各分液罐設計壓力，同意調整火炬管網設計壓力。各火炬管網最高操作壓力、火炬界區內各分液罐設計壓力和調整火炬管網設計壓力如表1所示。

表1 確認后的火炬管線壓力

3 試壓方案

火炬系統為壓力管道，新建裝置投用前必須嚴格按照國家規范要求進行強度、密封性試驗，合格后方可投入使用。新建裝置在建設后期逐步轉入試開車階段，各項基礎條件均不完備、可用資源相對較少，為保證工期、提高效率，應充分理論計算、結合已有的資源，完成火炬系統密封性試驗。安全距離的測算要準確、有依據，一旦確定試壓時間后要按最大安全距離撤出無關人員，氣壓試壓的管道必須做好加固措施，大口徑盲板材料到廠后必須進行無損檢測，以安全第一為原則。

1）結合設計條件及各管線、裝置的壓力匹配等實際情況進行理論計算、建模，利用已完成壓力試驗的裝置及管線，就近與大型管線聯通進氣，實現互聯通氣、試壓。

2）沒有試壓氣源的情況下，燃料氣Ⅰ壓縮機、燃料氣Ⅱ壓縮機在空氣工況下運行，壓縮后空氣作為試壓用氣源。

3）按正常流程將壓縮空氣導入低壓燃料氣管網，聯通燃料氣管線與尾氣放空管，將試壓用壓力空氣導入尾氣放空管。

4）在合成燃料氣緩沖罐處經DN150管線和油品罐區液化石油氣蒸發器處經DN100管線兩處聯通管連接低壓氮氣管線（低壓氮氣管線分布較廣，能滿足就近與火炬管線聯通），聯通低壓氮氣與超低壓2火炬管線，將壓縮空氣導入超低壓2火炬管線。

5）超低壓1火炬、低壓火炬、烴類火炬、開工火炬等系統與就近的低壓氮氣管線聯通，將壓力升至0.5MPa，利用儀表空氣管線繼續給上述四個管網升壓，直至升到試驗壓力。

6）酸性氣火炬及事故火炬管線與就近的低壓氮氣管線聯通，將壓力升至0.5MPa 進行預試壓查漏工作；啟動燃料氣Ⅰ壓縮機通過中壓燃料氣管線竄入凈化氣管線，利用凈化氣管線繼續給上述兩條管線升壓，直至升到試驗壓力。

4 試壓情況

試壓前進行了分工確認，明確了試壓總指揮，各施工單位分別負責各自界區內的盲板和施工工作，公司內部的生產技術部門負責方案技術審查，安全環保部門負責方案的安全及環保的監督執行情況，調度負責空氣使用的平衡協調，各車間負責其分管火炬管線操作。

1）利用已安裝調試完成的燃料氣Ⅰ壓縮機、燃料氣Ⅱ壓縮機，根據不同的試驗壓力需求啟動不同的壓縮機，無需單獨購置試壓設備或購置壓力試驗壓縮氣體，降低了企業試開車成本。極大縮短了企業整體試開車、投料開車的工期，如果按照原始試壓方案、思路進行試壓工作，需等待鍋爐裝置、空分裝置投料開車供出合格的壓縮氣體。

2）減少部分常規水壓試驗的管線，一次性關聯試壓完成，傳統水壓試驗對各管線升壓、殘水吹掃都存在一定的困難，嚴重時會發生不可控的事故。

通過多管系關聯試壓，可減少試驗過程中的盲板使用量，減少盲板抽查的工作量；同時減少了試壓過程中工器具搬遷倒運、排查泄漏點的時間，提高了效率。

3）通過多管系一次性關聯試壓，避免了各管理部門對各自管理所屬管線進行單獨試壓帶來的人力、物力浪費，提高了企業工作效率。

4）由于超大型火炬系統涉及全廠各單元裝置，涉及不同的施工單位、監理單位、管理部門，存在非常多的交叉作業點，通過多管系一次性關聯試壓，減少了中間工作環節，降低了因溝通、檢查不到位發生安全事故的風險。

5）超大型火炬系統投用前試壓在國內仍是難點，特別是新建項目，利用既有資源、多管系關聯試壓，保證了后系統、裝置吹掃、置換、試壓、試開車可如期進行，可極大縮短企業的試開車、投料開車進度。

6）按照設計條件要求，對超大型火炬系統各管系必須進行密封性、強度試驗，類似復雜情況壓力試驗在國內非常罕見，利用該方法進行的試壓均符合國家規范、設計標準要求，對全國大型化工裝置建設、試開車做出了有益的探索，相對于常規的壓力試驗，可極大降低企業在超大型、多管系試壓的投入。

5 結束語

通過梳理不同火炬管道、分液罐的設計壓力，優化了試壓方案，利用已經完成試壓設備和管道作為貯存媒介，較好地解決了試車初期公用工程介質不足的難題，業主主導，各方配合，集中智慧和力量，解決了超大型火炬的試壓和氣密性試驗，為煤制油裝置的試車奠定了基礎，也為國內大型煤化工裝置的火炬施工、試壓和氣密性試驗做了有益實踐。