云南石化中压蒸汽系统投用运行分析

1　工程概况

中石油云南石化有限公司(简称云南石化)中压蒸汽系统管网是其13.0 Mt/a 炼油项目配套工程，由寰球工程公司总体设计，2014年10月30日开始施工，2015年4月30日施工完成。中压蒸汽系统管网设计压力为3.8 MPa、设计温度420 ℃，管线全长4.149 km。在正常工况下，由动力站向系统提供中压蒸汽约145 t/h，供应给延迟焦化、催化裂化、蜡油加氢裂化、渣油加氢脱硫、连续重整、汽油柴油加氢、硫磺回收、制氢联合和循环水厂等装置，形成全公司中压蒸汽管网，该蒸汽主要用于各装置驱动工艺透平设备以及各装置工艺加热[1]。

秦风是新来的转校生，可他太腼腆，只是低着头害羞的笑，我作为班长，希望秦风能够早点融入班集体。秦风渐渐地变得自信起来，看着他与大家的交流越来越多，看着他绽开笑容的脸，我很替他开心。

2　蒸汽流程方案确定

2.1　流程确定

由于动力站回迁至厂区内部，蒸汽送出位置发生变化，2014年10月经过多方充分讨论，考虑开工投运过程、正常生产操作以及后期实际生产运行管理情况，决定对蒸汽管线的布置、走向进行优化，如图1所示，将中压蒸汽由初步设计的环形管网变更为枝状管网，系统中压蒸汽管线总长由原来的4.919 km降至4.149 km。

  

图1　中压蒸汽系统流程Fig.1　Process of medium pressure steam system

2.2　该方案实施后的优缺点

优点：中压蒸汽系统的蒸汽流向较明确，减少蒸汽扰流和盲区；缩减了无用户系统管线的设置，降低系统管损以及投资；针对已有设计改动相对较小。

缺点：在开工初期由于装置开工用汽和产汽时间不一致，该系统管线布置方式会造成部分后期开工装置系统支线在蒸汽系统管线投用后需要排凝放空，会有一定蒸汽排空损失以及噪音产生。

通过设计阶段对蒸汽系统管网的优化调整，进一步提高了蒸汽系统管网运行的科学安全性，缩短了管线长度、降低了施工成本，大大降低了蒸汽系统管线投用和运行难度。

3　管道施工过程清洁度检查及焊接口探伤

2014年11月中压蒸汽系统管线开始贯通施工，为保证炼油厂系统管线施工过程的清洁，由工程总承包、施工监理及施工单位共同对管线进行清洁度检查，并由三方共同在《管道清洁度确认表》进行确认签字。同时云南石化生产人员也深度介入，监督管线配管施工过程，并对清洁度不达标的管线进行现场整改，不允许带杂物的管线施工焊接，为开工投用创造良好的条件。

这事也不是个小事，老鳜鱼可是真的想杀一个人哩。不管怎么说，应该让院长知道最好。让他想个应付的办法。然后，我们顺便再问下当年的事。

中压蒸汽管材是15CrMoG合金钢，焊接需要预热，在施工期间，云南石化生产人员专门对各标段预制场及焊接现场预热情况进行不间断检查，保证施工质量，杜绝焊接裂纹的出现，确保探伤合格率100%。

吹扫工况下的蒸汽动量用吹扫系数K来描述，见式(1)。

4　系统管网化学清洗

4.1　化学清洗目的

中压蒸汽管网所使用的设备及管道在制造、运输、贮存及安装过程中都会不可避免地产生轧制鳞片、油污泥沙、锈层及各种氧化物等污垢。这些污垢如不除去，在装置运行及生产过程中将导致设备的精密部件损坏、甚至影响整个生产运行。必须在装置开车前，对管线进行系统、彻底地清洗，将上述各种污垢、杂质清除，使设备及管道的内表面达到要求的清洁度，为安全、正常生产创造良好的条件。

4.2　化学清洗流程

化学清洗范围包括动力站至各装置界区外公用管廊上管道及各装置区内分支管道，管道长度合计约4.149 km。在清洗剂方面，选用常温酸洗、钝化药剂和工艺，以保证在无加热源条件下的清洗质量满足国家相关要求。选用国内最好的酸洗缓蚀剂及清洗助剂，以保证将化学清洗时的酸洗腐蚀控制在最小。清洗工艺流程为：建立清洗临时系统→临时系统清洗→系统水冲洗及检漏→酸洗→酸洗后水冲洗→漂洗→中和钝化→人工清理检查。

4.3　化学清洗结果

化学清洗后的中压蒸汽管道经目测观察管道内壁呈银灰色金属本体，表面干净无金属氧化物、锈渣，钝化膜完整无二次浮锈，达到质量优良要求。

中压蒸汽主管线腐蚀试片经测量计算：腐蚀速率为0.871 3 g/(m2·h)，腐蚀总量为10.455 3 g/m2；其他各检测点腐蚀速率和腐蚀总量分别为：渣油加氢脱硫装置内部管线腐蚀速率为0.545 2 g/(m2·h)，腐蚀总量为3.28 g/m2；催化裂化装置内部管线腐蚀速率为1.075 7 g/(m2·h)，腐蚀总量为6.464 2 g/m2；硫磺回收装置内部管线腐蚀速率为0.466 6 g/(m2·h)，腐蚀总量为3.73 g/m2，以上结果均小于国家标准腐蚀速率2 g/(m2·h)、腐蚀总量24 g/m2的要求。

蒸汽管线中的凝结水会使蒸汽加热不均匀，损失蒸汽潜热，并可能对设备和管道产生腐蚀，甚至可能导致蒸汽管线中发生水锤、结冰、震动等现象。蒸汽疏水器能够排除蒸汽加热设备或蒸汽管线中的蒸汽凝结水及空气等不良气体，且不漏出蒸汽。若疏水器选型不当或维护不当会造成大量蒸汽泄漏，不但会造成巨大的经济浪费，还会造成严重的环境破坏[2]。据统计，一台碟片式疏水器以2.2 kg/h的蒸汽量泄漏时，将带来2 471元/a的经济损失，如其继续劣化到喷放状态，以18.4 kg/h的蒸汽量泄漏时，会造成16 956.8元/a的经济损失[3]。

5　中压蒸汽管线吹扫打靶

5.1　打靶准备工作

(3)由于蒸汽吹扫升温时管线受热，严禁引汽后迅速提大汽量，以免造成管线突然受热膨胀向前推移，来不及补偿而拱起，同时还会造成水击，从而最终造成管托脱落、管线变形、保温层震碎脱落、管架拉斜、焊缝拉裂、垫片呲开等不良后果。在吹扫升温过程中，要随时注意是否有上述情况发生，并作好记录，以便核实和处理。

吹扫打靶质量验收标准按(GB 50235—2010)《工业金属管道工程施工规范》执行，具体要求见表1。

 

表1　蒸汽打靶标准 Table 1 Criterion of target practice with steam

  

序　号项目质量标准1靶片痕迹大小/mm<ϕ0．62痕深/mm<0．53粒数/(个·cm-2)≤14打靶次数/次≥35打靶持续时间/min≥15

注：靶片宜采用厚度5 mm，宽度不小于排汽管道内径的8%，长度略大于管道内径的铝板制成。

5.2　管线吹扫打靶流量及系数确定

我们在对中国荒漠主要植物群落调查的基础上，通过查阅中国植被资料，结合当前国家综合自然地理区划、植被区划及其植物分布图等，获得科尔沁沙地主要植被类型，再根据前人研究结果[30, 31]重新划定科尔沁沙地分布范围。基于科尔沁沙地区域物种分布数据统计，对该区域植物物种丰富度空间分布格局与环境变量的关系进行研究，以期弄清科尔沁沙地物种丰富度格局的主导因素。

中压蒸汽管线吹扫阶段，为了保证管线吹扫效果，中压蒸汽管线采用间断、爆破吹扫，为了避免在爆破吹扫过程中造成管线憋压，采用两个打靶点互换双向吹扫的方法。在打靶时也采用同样的方法进行，即第一个打靶点开始憋压，第二个打靶点也配合关小阀门，达到打靶压力后全开第一个打靶点，打靶结束后取出靶片前要全关第一个打靶点，此时第二个打靶点则开大阀门以防憋压，如此重复操作，既能达到理想的打靶效果又能节约蒸汽。

(1)

式中:　　　Q1，V1——吹扫工况下的蒸汽流量和比容；

Q0，V0——额定工况下的蒸汽流量和比容。

管线吹扫的基本原则是吹扫工况下的蒸汽动量应大于或等于额定工况下的蒸汽动量。为确保蒸汽吹扫的质量，要求蒸汽吹扫系数K≥1，根据不同管线的蒸汽流量负荷，确定最小吹扫流量。在满足最小流量的基础上进行吹扫，经过计算得出实际的吹扫系数，见表2。

 

表2　蒸汽吹扫流量、系数及流速Table 2　Flow,coefficient and flow rate of steam purge

  

打靶点蒸汽比容/(m3·kg-1)额定工况(3．8MPa/420℃)实际吹扫工况(2．5MPa/350℃)蒸汽流量/(t·h-1)额定流量实际吹扫流量吹扫系数(K>1)吹扫流速/(m·s-1)制氢装置0．07600．11273801．77040重整装置0．07600．11266701．65840加氢裂化0．07600．11278851．75040渣油加氢0．07600．11246501．74140直柴加氢0．07600．11233402．16540汽柴油改质装置0．07600．11235401．92540催化裂化装置0．07620．1122002301．94450硫磺回收装置0．07620．11242603．00040

5.3　蒸汽打靶及结果

吹扫系数：

整个打靶工作实施过程：白天进行多次爆破吹扫及打靶，夜间小幅度流量变动吹扫，整个打靶过程累计时长20个月，各靶板均符合质量标准。至此中压蒸汽打靶工作全部结束，相比计划时间少了29 d，节省蒸汽181 kt，约合人民币3 619万元。中压蒸汽管线打靶成功，也为下步汽轮机试车奠定了基础，使公司开工试车再推进一步。

(7)开挖必须进行爆破试验选定爆破参数。开挖爆破块石最大粒径800mm，满足堆石坝填筑要求，堆石料级配曲线如下：

5.4　打靶过程分析及改进措施

(1)靶架最好用圆钢切削制作，增加靶架强度；靶架顶端加工成圆弧状，便于插入固定卡槽内；靶架基座加工成球面密封，缩短法兰连接、拆下螺栓耗时；靶架套管加单向阀，在阀门关闭不严密时，不影响更换靶板操作。

(2)消音器安装位置尽量远离管廊管架；消音器尽量选用大负荷的，以保证消音效果。

(3)打靶靶片安装口尽量靠近正式管线出口端，避免影响打靶效果。

(4)打靶过程可以间断吹扫，最好是让管线冷却到一定温度之后再继续升温吹扫，蒸汽线吹扫打靶顺序示意见图2。

运用Denavit-Hartenberg参数方法建立关节机械手的连杆坐标系如图2。其中，x0y0z0为它的基坐标系，基坐标系原点位于第一关节的轴线与底座的交点处，x6y6z6为它的工具坐标系(手端，不计入机械手自由度)。

  

图2　蒸汽线吹扫打靶顺序示意Fig.2　Sequence of steam line purge targeting

(2)开始暖管时先控制管内蒸汽压力在0.2 MPa(即连续重整装置和催化裂化装置两个末端装置的压力表指示为0.2 MPa)，打开主管线沿线各排凝点，暖线20～30 min排完凝结水后，缓慢提高蒸汽压力至3.8 MPa，升压速率控制在0.1 MPa/min，主管线管壁升温梯度不大于50 ℃/h，DN600的主管线刚开始给蒸汽吹扫升温时流量应控制在5～10 t/h，然后逐步开大蒸汽对整段管线进行吹扫升温，温度指示以连续重整装置和催化裂化装置两个末端装置的温度表指示为准。暖管过程中，应仔细检查管线膨胀情况，特别是“π”弯支吊架膨胀节处，要注意各连接部位有无泄漏。

6　中压蒸汽管网总体投用

6.1　中压蒸汽管网投用原则和顺序

中压蒸汽管网投用必须坚持先排凝后引汽的原则。引汽时要缓慢，排出口见汽后，再逐步加大汽量。严防水击，一旦发生水击，必须立即减少汽量，直至停汽，直到管线不震、水击停止后，再脱水引汽，要遵循先少量给汽贯通、排凝、暖线，再提量升温和先主线后支线的原则。

6.2　投用过程注意事项

(1)首次给汽吹扫或突然提蒸汽量时，在排放口要有专人监护，以免蒸汽烫伤人员，排放口最好用物品挡住，以免脏物飞溅。

本研究以聚苯乙烯微球为纳米线组装界面,通过T-Hg2+-T特异性识别结构引发杂交链式反应,在微球界面上自行组装具有串联排列分子间裂分G-四链体-血红素DNA酶的DNA纳米线,发展了一种高灵敏的Hg2+“Turn on”检测生物传感器。微球的引入极大的增强了传感器的抗干扰能力,降低了背景信号,实现了人体尿液中Hg2+的快速检测。本方法操作简单、灵敏度高、特异性好,适合发展为环境监测现场实时分析技术,未来亦可能成为医学界检测汞离子的手段。

(5)各装置中压蒸汽流程复杂，管线分支多，控制参数不同,包括管线大小、吹扫蒸汽流量、蒸汽流速和吹扫系数；打靶过程中至少需要两个打靶点相互配合，一个人负责总体协调指挥。

2016年5月完成蒸汽系统首次冲洗投用方案、蒸汽系统操作卡片、蒸汽系统操作方案及规程、投用前完成两级安全检查确认、蒸汽系统吹扫方案；对打靶操作人员进行培训，主要培训内容是蒸汽打靶标准及打靶操作技巧，中压蒸汽打靶前临时管线配制完成，消音器安装到位，打靶所需靶片及其他备品备件准备到位。

6.3　疏水器投用

Nav_to_goal初步实现将机器人导航到目标点。算法假设当前位置与目标点之间没有障碍物。将机器人的速度和转向控制分为3个步骤：首先调整机器人位姿使之面向目标点；然后驱动机器人接近目标点，用插值法平滑运动过程的速度；到达目标之后旋转机器人朝向以满足下一步骤的准备。在这个过程，节点使用tf库的TransformStamped函数，将Rovio当前的位置转化为其在target_frame的坐标。

蒸汽系统投用正常后，沿途打开全部的蒸汽排凝口排凝，压力升至3.8 MPa、温度400 ℃时恒温吹扫，同时组织施工单位、施工监理和操作人员排查管线热膨胀位移情况，及时对法兰连接处进行热紧。

7　运行过程中存在的问题及解决措施

(1)中压蒸汽系统投用过程中，管线热膨胀较大，暴露出导向管托设计缺陷，限位块间距偏小，限位块在管线应力膨胀中脱落，通过及时停止中压蒸汽管线升温，并要求施工单位对所有的限位块进行调整，才避免了其他限位块脱落。

有以下情况中的一种则不能够担任评标委员会中的成员：和投标人之间存在着经济利益关系；和投标人有着近亲属关系；是行政监督部门或者是项目主管部门中的一员；曾经因为在招评标活动中从事过违法行为被刑事或者是行政处罚过的。

(2)中压蒸汽系统管线运行中发现，部分支吊架安装位置不合理，限制了管线热力膨胀的位移方向，导致管线位移方向不统一，经过多方讨论后决定取掉全部安装不合理的支吊架，以免在膨胀过程中破坏管线分液包和排凝管线。

(3)蒸汽系统疏水器全部投用后发现部分疏水器安装方向错误、疏水器堵塞等问题，不能起到阻汽通水的作用，通过对疏水器调向并在前端增加过滤器后疏水器问题全部解决。

3）在课堂上引导学生掌握读题干、找关键词、预测问题、做笔记等基本的听力技巧的基础上，为所教学生开通专门的微信学习平台，上传精选的听力学习资料，供学生训练，并及时反馈掌握情况。

8　结束语

(1)中压蒸汽管线涉及到方案选择、技术设计、工程施工、管线吹扫打靶、试运及经济运行等一系列问题，值得深入探讨和交流经验[4]。

《金粉世家》里的金府是一个繁大家族，虽然没有《红楼梦》里贾府的三代同堂，但也不逊于它，有人统计过金粉世家里大大小小的主子丫鬟和仆人就有113位。家中的重要成员金铨是国务总理，这个身份足以支撑这个大家族繁衍发展。而与《红楼梦》里贾府不同的是，这个家族里没有《红楼梦》里的封建意识，多得更是一些先进的思想。这也是身处新旧之间的张恨水他笔下营造的家族小说。这些比之巴金的《家》和茅盾的《子夜》也具有张恨水自己的特点。在一定程度上，也向我们传达了一个世家在向现代过渡的过程中发生的种种变化。

(2)管线在施工阶段，加强对管线清洁度检查，防止杂物留在管线内部，管线焊接过程中严把质量关，能有效降低后期管线处理成本。

(3)制定合适的管线化学清洗方案，保证有效的清洗效果，既可以减小对管线的损坏，又能够为后期蒸汽吹扫和打靶节约蒸汽；在吹扫和打靶过程中，注意选择合理高效的方案，要严格按照吹扫和打靶蒸汽流量和温度等要求的参数进行。

(4)中压蒸汽管线投用过程，暖管和升温时间较长，要严防管线水击，须根据管线长短，控制暖管进程；优化并汽方案，可较大幅度地节约投运成本；蒸汽投用正常后及时投用疏水器，防止浪费蒸汽凝液。

参考文献

[1] 阮海燕.化工区蒸汽系统运行分析及优化[J].石油石化节能与减排,2015,5(3):17-20.

[2] 李媛媛.疏水器配管设置方案探讨[J].炼油与化工.2014,25(1):32-35.

[3] 陈畅行.优化疏水伴热降低蒸汽用量[J].炼油技术与工程,2016,46(6):52-55.

[4] 胡坤后.长输中压蒸汽管线运行优化分析[J].化工设计，2014,31(4):38-42.