硫磺回收裝置蒸汽夾套管道設計和施工注意事項

朱寶劍 劉慧慧

關鍵詞：硫磺回收;夾套管道;注意事項

硫磺回收裝置中根據輸送介質不同，夾套管道可設計為全夾套或者半夾套。全夾套是指管道系統中的管道、彎頭、閥門、三通等管件全部進行夾套的一種管道結構形式。半夾套是指管道系統中僅僅管道進行夾套，彎頭、三通等管件不進行夾套的一種管道結構形式。無論對于那種形式，設計蒸汽夾套的目的都是為了給內管進行伴熱，避免內管內介質在輸送過程中凝固或者結晶，造成管道堵塞或者對管道造成腐蝕破壞。鑒于夾套管道的特殊性和復雜性，在進行夾套管道設計時，對于管道布置和管件選型等方面需要特殊考慮。同時，在現場施工時，施工人員也需要統籌規劃內外管施工順序和檢驗試壓，制定合理的施工方案。結合設計和施工過程中遇到的一些問題，以下幾點注意事項需要引起特別關注。

1 夾套管道設計過程中的注意事項

夾套管道的設計應該符合相關標準規范（如SH/T3040《石油化工管道伴管和夾套管設計規范》）的設計要求。同時在夾套管道設計過程中應注意以下幾點。

1.1 合理設計夾套管道

對于蒸汽夾套管道應該采用隔板或者夾套法蘭將套管分為若干夾套管段。每一夾套管段設置進氣口和排液口。每一節夾套管段的長度取決于管道布置，并受內管與套管熱漲量差的限制，每節夾套管的長度不宜超過6m[1]。夾套管水平敷設時應該設置一定的坡度，具體坡度大小應根據內管介質屬性具體考慮。輸送液硫夾套管道的坡向應該與液硫的流向一致，自制硫爐到冷凝冷卻器到硫封罐再到硫池，夾套管線應該步步低布置，且管道坡度越大越好。夾套管道在布置時應該避免出現盲端或者“U”形彎，當“U”形彎或盲端不可避免時，應該在其低點設置凝結水疏水管線，以便及時將低點凝結水排出。對于豎直方向布置的夾套管道，當采用四通作為改變管道走向的管件時，應該在立管四通下部盲端設置低點疏水。

1.2 注意夾套管件的選型

夾套管道的內管和外管的管件如法蘭、彎頭、三通、四通等應該在設計時充分考慮各個方面的因素，合理選型，避免因為選型不當而無法安裝。當夾套管道改變走向，內外管均采用彎頭時，應該注意夾套內管和外管的彎頭曲率半徑選擇。避免因為內外管的彎頭曲率半徑選擇不當導致無法安裝或影響焊縫檢測。在SH/T 3040 《石油化工管道伴管和夾套管設計規范》表7.2.3-1[1]和表7.2.3-2[1]中對于內管和外管的彎頭曲率半徑有明確規定，可以參考執行。對于輸送液硫的全夾套管道，通常采用四通作為改變管道走向的管件[2]。在四通選型和接管時應該根據夾套法蘭的類型，合理設置直管段，避免四通接盲法蘭的兩端螺栓碰撞或者拆卸不便。當夾套管道內管管徑小于DN50時，內管管件如彎頭、三通等不可采用承插焊管件，都應該采用對焊管件（如下圖1所示），否者會導致內外管無法安裝（如下圖2所示）。

1.3 合理設計供氣和疏水管道

對于蒸汽夾套管道，蒸汽應該由高點給汽，低點排凝。每一夾套伴熱系統的供汽引入管線應設置切斷閥;每一夾套伴熱系統的凝結水接出管線應單獨設置疏水閥。每一套蒸汽供氣系統的有效伴熱長度應該根據夾套管的配管情況、被伴熱介質的屬性、維持溫度和蒸汽參數綜合考慮。在SH/T3040《石油化工管道伴管和夾套管設計規范》第7.3條[1]“套管伴熱長度”中也有明確規定，可供參考。對于不同夾套管段進行跨接時跨接線的布置不應該妨礙夾套閥門閥桿操作。因為在現場施工夾套內管定位板、防護板等部件時，焊接焊渣或者管道銹垢等雜質容易堵塞跨接管，難以清理。所以，跨接管宜設置為法蘭連接的形式，方便后期管道吹掃和檢查。當夾套管道帶有夾套分支時，在設計蒸汽供氣系統時應該避免出現同一夾套伴熱系統有多路供氣的情況。對于帶有旁路的夾套管線，應該將旁路和主路設計為兩個獨立夾套伴熱系統，分別為旁路和主路設置獨立的供氣和回水系統。否則，因為主路和旁路套管內蒸汽阻力降不一致會影響到某一路的伴熱效果。

2 夾套管道施工注意事項

因為夾套管道的特殊性和復雜性，在施工時比非夾套管道要復雜很多。對于施工人員的技術水平和施工經驗都有更高的要求。夾套管道的施工和驗收應該符合國家和行業的相關標準規范的要求，如SH/T 3546 《石油化工夾套管施工及驗收規范》。根據在現場配合施工時出現的一些問題，以下幾個方面在進行夾套管道施工時需要注意。

2.1 按照設計圖紙施工

對于夾套管道在設計圖紙中都會明確標注管道的坡度是多少或者管道的坡度不應該小于多少。但是在現場施工時，施工人員有時為了方便或者嫌麻煩而導致實際安裝的管道沒有坡度或者坡度不符合設計圖紙的要求。這是不允許的，尤其是當執行國外項目時，更應該注意。對于硫磺回收裝置，國外的設計人員或者檢查人員在裝置建成投產之前進行現場檢查時，通常會對夾套管道的坡度逐根檢測，對于不滿足坡度要求的管道會要求進行整改。對于設計圖紙中要求的內管定位板應該嚴格按照設計圖紙要求的距離和間隙進行設置，避免因為定位板安裝不當導致內管的熱位移受影響。當設計圖紙中要求設置蒸汽入口防護板時，護板的厚度和設置位置應該嚴格按照設計圖紙的要求執行。避免因為防護板的厚度選擇不當或者位置錯誤而影響蒸汽伴熱效果或者造成管道損傷。為了達到最好的保溫效果，夾套管道上的閥門、法蘭等管件通常都會在設計圖中有明確的保溫要求。在現場施工時，應該按照設計圖中的要求，對于法蘭和閥門設置合適的保溫措施。同時對于保溫材料的選擇和保溫厚度也應該按照設計圖中的要求執行。

2.2 合理安排施工順序，確保內外管檢測和試壓

對于夾套管道，內管和夾套外管應該分別進行焊縫檢測和壓力試驗[3]。因此，在夾套管預制時，應該預留調整管段，管段的調節裕量宜為50mm～100mm，調整管段的接縫位置應該避開套管開口處。對于全夾套的管道，在內管焊縫處的套管應預留150mm長的缺口[1]，待內管焊縫經過檢測和試壓合格之后，方可進行隱蔽作業。夾套外管的壓力試驗應該在管段或者系統焊接、檢查和檢驗合格之后進行。

2.3 保證管道清潔，避免焊渣、銹垢等雜物留存在內管與套管之間

在進行夾套管施工時應該將管道銹垢等雜質清理干凈，并避免焊渣落入內管和套管之間的空腔內。如果這些雜物在內外管之間的空腔內存在，在后續的吹掃和試壓時如果無法清理干凈，則會影響蒸汽的流速，導致管道升溫慢，甚至無法達到設計溫度。

3 總結

在硫磺回收裝置中，對于夾套管線合理設計和正確施工是實現裝置平穩運行的關鍵。在設計階段，對于管道走向、管件選型、蒸汽供氣和凝結水回水等方面應該綜合考慮，合理布置配管。在施工階段，應該嚴格按照設計圖紙要求，綜合考慮管道檢測和試壓，確定合理施工順序，確保管道施工質量。

參考文獻：

[1] SH/T3040-2012.石油化工管道伴管和夾套管設計規范[S].中華人民共和國工業和信息化部，2012.

[2]廖瑩.夾套管在硫回收裝置中的應用[J].化工設計，2015 （02）.

[3] SH/T3546-2011.石油化工夾套管施工及驗收規范[S].中華人民共和國工業和信息化部，2011.