天燃氣管道清潔度控制措施探索和實踐

摘 要：新建燃氣發電廠的天燃氣管道內部清潔度直接關系著燃氣機組能否安全、可靠地運行，如果天燃氣進氣管道內部吹掃、清潔不徹底，則會導致燃燒室內的燃燒器燒損，勢必造成發電廠的極大經濟損失。文章敘述了天燃氣管路系統清潔度控制的一些具體方法、措施及注意事項，從而更好地控制燃氣機組進氣管道內部清潔度。為將來同類型機組天然氣管道清掃提供一些方法和參考。

關鍵詞：天然氣；管道；清潔度；清掃

新建燃氣發電廠的天燃氣管道內部清潔度直接關系著燃氣輪機組安全、可靠地運行，天燃氣進氣管道內部清理吹掃不徹底引起燃燒器堵塞，則會導致燃燒室內的燃燒器燒損，勢必造成發電廠的極大經濟損失。文章著重敘述了以往工程天燃氣管路系統清潔度控制的一些具體方法、措施及注意事項，實際操作方法及控制措施可根據不同項目的實際情況進行調整。

1 管道裝配及安裝期間注意事項

對運抵現場的天然氣管道應進行內部清潔度檢查，確保管道部件清潔、無任何焊渣、銹皮、泥沙等雜物。嚴禁用砂輪切割機切割管子，需用管子割刀切割。所切斷的管子應把管口用銼刀倒角去毛刺，以防鐵屑和管子毛刺進入管道中。

天然氣管道的組合安裝，必須根據廠家圖紙及管段的編號進行，每個管道安裝焊接前需由施工人員、質檢員到現場通過目測檢查和壓縮空氣吹掃確定管內無雜質，清潔度達標后才能對口焊接，焊接采用氬弧焊打底，電焊蓋面并認真及時清理藥皮。每次工作暫停以及檢查驗收后需及時做好管口封蓋工作。焊接不銹鋼管時應在管內充入氬氣進行保護，焊接時不得為了氬氣密封在管道內部采用任何封堵材料，否則這些封堵材料極可能在調試期間堵塞燃燒器噴嘴。

檢測儀表和自動保護裝置連接管或管接座，應按圖紙所示在組裝管道時同時進行，組裝結束后不得隨意開孔。如必須開孔，需編制專項措施后向相關質檢部門及監理公司提出書面申請，在得到有關部門批準后安排專人監護的情況下方可施工。在天然氣進氣系統整體清理吹掃完畢且耐壓試驗合格后，如兩個星期內機組尚且不能點火試運行，則需對整個燃氣進氣系統進行充氮保護。

2 管道清理的吹掃清理的主要方法及措施

管道裝配完成后需對每條管線進行整體清理吹掃，清理吹掃程序按管線、系統分別進行。清理吹掃的具體方式、次數可根據現場具體情況作適當調整。一般包括陀螺清掃、爆破吹掃和空氣吹掃。

2.1 陀螺清掃設備包括發射機、壓縮機和捕捉器等部件，所用氣體一般為清潔、干燥、除油的壓縮空氣。陀螺清潔是對集聚在管道中碎屑、異物及積水的一種非常有效的清潔方式，尤其是針對較大的異物。它由發射機、捕捉器及各種規格陀螺組成。發射機通過清潔和干燥的壓縮空氣將陀螺推出，再由接收器將陀螺及異物收集在麻袋中。

陀螺清掃的一般步驟為：清掃前主管道上的閥門全開，支管道上的閥門關閉或用盲板密封防止空氣泄漏，拆除管內各類孔板、凸起物等，用臨時管段代替，由于陀螺無法通過大小頭，所以應在完成陀螺清潔后再安裝管道大小頭；清掃時管線兩端人員使用無線電話或對講機等保持通訊暢通，在發射陀螺之前應先通知捕捉器及周圍區域的人員，打開壓縮機出口閥門開始驅動陀螺，當陀螺接近捕捉器時建議逐漸減少空氣流量以減小對捕捉器的沖擊，陀螺到達捕捉器后需立即關閉壓縮機出口閥。用查看陀螺是否干凈以及觀察其表面有無異物的方法來判斷管道清潔效果，最終的判斷應使用新的陀螺清掃后進行判斷，一般陀螺清理管道需重復進行2～4次。

陀螺清掃的注意事項：陀螺驅動時可以看到捕捉器側的壓力波動及間歇排氣，整個過程中壓力空氣壓力應低于0.4Mpa，一旦超過該壓力，馬上停止工作并排除故障。正常陀螺驅動壓力為0.01～0.15Mpa，實際壓力主要取決于管道內附著物和異物的堆積情況；清掃時先采用較軟的類似海綿的陀螺清除較大的異物，再采用稍硬的螺旋狀或類似橡皮的陀螺清除較粘的異物，最后采用較硬的類似手槍彈的陀螺清除較粘的異物；清理時如果發生堵塞，可用另一個完好的陀螺推出已損壞的陀螺，陀螺合適的移動速度是0.85～1.5m/s，壓縮機容量需大于（1.15～1.3）×（陀螺速度）×（管道截面積），空氣泄漏量估計是（1.15～1.3）×（推動空氣體積），陀螺速度不能超出上述推薦值，否則會由于陀螺移動過快導致清洗效果不理想。

2.2 空氣吹掃設備包括空壓機、儲氣罐、臨時供氣閥以及臨時供氣管道等。所用氣體一般為清潔、干燥、除油的壓縮空氣。空氣吹掃的方法和步驟為：將臨時空氣供氣管道與要吹掃的管道連接；向吹掃的管道提供壓縮空氣并升壓至0.3～0.5Mpa；快速打開吹掃管道的末端閥門將壓縮空氣排出。重復上述清潔步驟直到管道內部檢查不到灰塵及外部雜質。

2.3 爆破吹掃設備包括空壓機、儲氣罐、臨時供氣閥、臨時供氣管以及爆破板等。所用氣體一般為清潔、干燥、除油的壓縮空氣。爆破吹掃的方法和步驟為：通過臨時供氣管向吹掃管道供氣，升壓直至爆破墊板爆破，壓縮空氣從爆破處吹出。重復上述爆破吹掃步驟直到管道內部檢查不到灰塵及外部雜質。此外，為了更容易粘住異物并方便判斷吹掃效果，應使用如木板類的低硬度材料做靶板，木板不宜太軟以防止破裂，并在靶板后安裝加強鋼板。重復吹掃直到確認沒有異物粘在靶板上（參見附圖）

爆破吹掃的注意事項：爆破破裂時噪音很大，為了安全并防止系統設備損壞，建議使用鐵絲網將管道出口隔離開，同時發出通告讓附近人員遠離管道出口。如果爆破墊板采用的是1.5mm厚的橡膠板，其爆破所需要的壓力為0.1～0.2Mpa。而爆破吹掃所需氣源壓力為0.3～0.5Mpa，故需要2～3張墊板來達到爆破吹掃效果，爆破墊板沒有在設定的壓力下爆破，則應停止升壓并確認墊板的破裂條件，避免爆破壓力過高而帶來的其它安全風險。

2.4 評判標準

2.4.1 采用陀螺清掃后判斷系統內部清潔程度的主要方法為目視檢查。判斷標準：確認收集的陀螺上沒有包括水分在內的任何異物存在。目視檢查陀螺發射機和捕捉器處的管道內部的清潔度。確有需要，可采用內窺鏡進行檢查。

2.4.2 采用爆破吹掃后判斷系統內部清潔程度的主要方法為靶板檢查。判斷標準：連續三次靶板上所有區域無直徑超過0.5mm以上的硬質顆粒和凹陷。

2.4.3 采用壓縮空氣吹掃后判斷系統內部清潔程度的主要方法為目視檢查。判斷標準：確認管道內無異物，如有需要可在所有法蘭接口處用內窺鏡檢查。每段管段至少吹掃10次。每次排氣時放置一塊白布然后確認該白布顏色無變化且布上無雜質。

3 結束語

筆者梳理、總結了以往工程的一些成功經驗及做法，通過管路系統清掃的探索和實踐檢驗，采取對管路系統安裝焊接過程中的清潔度控制、及時的檢查和封堵，以及綜合地系統清掃措施，天然氣進氣管道內部的潔凈度控制效果均比較理想，有效地保證了機組運行的安全性，為將來同類型機組天然氣管道清掃提供一些方法和參考，亦籍文章拋磚引玉，達到更好地控制燃氣機組進氣管道內部清潔度的初衷。

參考文獻

[1]姚秀平.燃氣輪機及其聯合循環發電[M].北京：中國電力出版社，2004年第一版.

[2]翁史烈.燃氣輪機[M].機械工業出版社，l987.

作者簡介：阮建強（1973-），男，江蘇建湖人，工程師，現從事電廠基建項目施工管理工作。