长距离输送管线的组合清洗

长距离输送管线的组合清洗

管道在输送液体及气体中起着重要作用,特别是在化工生产中,将化工成品或生产需用蒸汽等介质通过长距离的输送管道向较远处输送,以达到生产使用或成品罐装的目的。近几年,在我国投建的甲醇装置、乙烯装置及其它大型化工生产装置中,长距离输送管道是不可缺少的辅助设施。

1、管道的一般清洗方法

管道的一般清洗方法有物理清洗方法和化学清洗方法,其中物理清洗方法应用最多的是PIG清洗和高压水清洗,而化学清洗方法又发展为循环清洗、回抽清洗、浸泡清洗、对流清洗、开路清洗、喷淋清洗等,此外常用的管道清洗方法还有喷砂、吹扫、水冲洗等。现只对在管道清洗中应用较广和效果较好的化学清洗、PIG清洗、高压水清洗三种清洗技术简单比较一下。

根据基本可以看出这三种清洗技术在管道清洗方面的一些特点。根据被清洗的管道本身的一些特点,如管径的大小、管道的长短、管道的铺设方式、管道的铺设地区、可供水量以及污水的排放等,就可以选用相应的方法进行清洗。

2、长距离输送管线的组合清洗实例

对于一般的长距离管线的清洗,经常使用单一的清洗技术就基本可以达到要求,但是在实际清洗作业过程中,由于业主或者是工艺流程对管道清洗的要求较高,这时就需要考虑组合清洗来解决。对于长距离管线的组合清洗,在已经完成的项目上取得了非常理想的效果,如盐矿卤水输送管线、电厂排灰管线,此外在一些新建项目的管道清洗中也取得了理想的效果,如甲醇的成品外输管线、乙烯项目的次高压蒸汽管线等。下面以某乙烯项目的次高压蒸汽管线的清洗为例,介绍一下长距离管道的组合清洗。

2.1某项目概述

某乙烯项目的次高压蒸汽管线管径为450mm,全长3439.57m,容积476.29m3。管线从乙烯裂解装置前到提供蒸汽的热电厂。在制造、运输、安装施工过程中,管道内留有焊渣、油污、铁锈及尘土等污垢。为保证蒸汽品质及进入透平前杂质等污垢不损坏设备安全有效运行,必须对此管线进行清洗。

2.1.1管线布置

本次清洗的次高压蒸汽管线基本按设计流程顺序进行布置,架于高约15.5m的管廊架上,且每隔100m有一组跨度为8m的膨胀“U”型管。此外主管线上还有3条共长850m的支路管线,管线的布置共跨越五个不同厂区且横穿一条公路。

2.1.2工程特点及难点

(1)长距离清洗难度较大由于管线距离较长构建循环回路困难,如果借用同一管廊架上的另外一条管线构成回路清洗实际上并不可行:一是两条管线如果同时注满水溶液后,管廊架的承受能力将受到严峻的考验;二是极可能将一条管线内的渣滓等污物带入另一条管线。此外,如果进行循环清洗,清洗用水及原材料将成倍增加。

(2)跨越区域多,环保要求严格

由于该管线横跨五个厂区,并且每个企业对废液排放都有不同的要求,加之业主对水资源节约的要求较高,对此次清洗的工艺和配方提出了更加严格的要求。

(3)高空作业难度较大

该蒸汽管线高架于约15.5m的管廊架上,在清洗过程中如放空、导淋和发射PIG清洗时,作业难度大,特别是施工过程中作业人员有非常大的不安全因素存在。这种情况对于施工现场的安全防护工作及框架与平台、栏杆、梯子等防护设施提出了很高的要求。

(4)清洗后放置时间较长

该管线清洗清洗完毕后,由于下一工序的安排,从清洗完到最后的吹扫中间间隔时间较长,因此清洗后必须做到管线内没有积水。

2.2清洗工艺设计

针对以上所述的特点及难点,考虑在清洗工序中首先使用气体为PIG推动介质,对这条管线进行清洗处理。这样做既能减少用水量,还可以减少化学药剂的使用,可以使管线内用清洗泵冲不出来的细小颗粒状的渣滓用PIG推出。其次使用开路化学清洗,即除锈漂洗、冲洗钝化一次完成。最后同样使用气体推动PIG对管线内进行干燥、清洁,使清洗后吹扫时能尽快打靶成功。清洗工艺流程为:使用PIG对管线清洗—进行开路化学清洗—PIG对管线干燥清洗。

2.2.1基本清洗设备的选用

按照清洗管线时的流速要求,为开路化学清洗选用的是功率75kW、流量160m3/h、扬程100m的清洗泵站,一个容积20m3的配液槽;另外配备一个废液处理槽及废液处理泵站。为PIG清洗配备了PIG发射及接收装置、PIG跟踪仪、不同规格的PIG等清洗设备。

2.2.2清洗施工过程

(1)清洗前准备工作

清洗前要做好以下一些准备工作:被清洗管线的顶部排气设置;拆除需接临时管部位的阀门、法兰等,并进行保护;关闭并隔离与清洗系统无关的阀门,防止清洗液外漏;清洗用水、清洗用电、清洗用气都全部连接好。清洗临时系统接好后进行打压实验,并对泄漏点进行处理。临时系统打压实验完毕就可以对管线进行水冲洗工作。

(2)管线的PIG清洗

管线的PIG清洗流程为:在乙烯现场这一端安装PIG发射装置,在提供蒸汽的热电厂一端安装PIG接收装置。采用气体作推动介质,控制一定压力使PIG保持一定速度通过管道。由于选用的PIG直径比清洗管道大,当其快速通过时,能将管道内的焊渣、铁锈等杂质清理出来,并可以除掉一部分管内壁的油脂及铁锈,从而达到清洗的目的。PIG发射时带跟踪仪,在管线沿途布点用接收仪接受信号,确定其是否正确通过。在PIG清洗过程中,经过反复多次的PIG清洗,从管线内推出了石头、砂轮片、木头及铁丝等东西。为后面的化学清洗及蒸汽管线的正常运行,打好了基础。

(3)管道的开路化学清洗

在基本清除了管线内的各种渣滓后,PIG清洗过程完成。在进行开路化学清洗时,是以能提供热除盐水的热电厂为起点,有污水处理的乙烯现场为末端,正好与PIG清洗时方向相反。管线的开路化学清洗的工艺流程:酸洗及水冲洗—漂洗及水顶酸—中和钝化。与一般的清洗过程中各工序之间可有间隔不同的是,在此清洗过程中,上一道工序和下一道工序始终是连续的。酸洗与平常酸洗基本一致,都是加缓蚀剂、酸、还原剂和促进剂。中和使用氨水,在调pH在9～10之间后加热除盐水,然后加钝化剂进行钝化。在每一道工序中,废液的排放都是经过初步处理后排放到指定的污水系统里,经过处理再排放。

(4)管线的PIG干燥清洁

在钝化工序完成后,必须将管线内的钝化液完全排出,除通过清洗末端排放外,管线上的低点可通过管线上的疏水阀排放,最后通过气顶以及以气为推动介质发射PIG进行干燥清洁,彻底将管线中的钝化液清出管道,同时也将化学清洗过程洗下的渣滓推出。

(5)清洗后的处理

以上工序完成后,将管线的两头进行处理并恢复原状,清理现场。

2.2.3清洗效果

从进施工现场到清洗结束共用了12天,除因管线的一些问题使PIG清洗时使用了较长的时间,其它工序都能按设计方案正常完成。通过对管线的自检和验收,此次清洗效果完全达到了规定的要求,试片腐蚀率为1.962g/(m2·h)、1.895g/(m2·h),钝化膜均匀、完好;而且用PIG推出了一些难以用化学清洗除掉的渣滓。

3、结束语

通过以上的蒸汽管线组合清洗实例,可以看到组合清洗在长距离输送管线清洗方面的巨大优势,不仅清洗效果比一般单一清洗方式的好,而且能为业主节约清洗费用,更重要的是当今社会十分重视水资源和环境的保护,这种组合式的清洗方法能节约大量的清洗用水、清洗用化学原料,减少了化学废液的排放。对长距离输送管道使用组合清洗虽然可以达到很好的效果,但是要求清洗队伍对几种清洗技术使用能力的要求都较高,而且在清洗时还需要注意以下问题。

(1)被清洗管线上有分支时,要注意支管的处理。支管如果不洗,就要做好相应的隔断措施。

(2)保障清洗时的通讯联络通畅。对长距离管线清洗,由于清洗时各个点相距较远,在清洗时如果不能及时联络将严重影响工程的正常进行。

(3)彻底处理清洗废液。在长距离的管线清洗时,特别是管径较大时,会产生大量的废液。在使用这种组合式清洗的化学清洗步骤中,如果不能及时处理,则会有管线中的酸液在管线内停留时间过长、增大腐蚀的问题。