天燃气管道清洁度控制措施探索和实践

摘 要：新建燃气发电厂的天燃气管道内部清洁度直接关系着燃气机组能否安全、可靠地运行，如果天燃气进气管道内部吹扫、清洁不彻底，则会导致燃烧室内的燃烧器烧损，势必造成发电厂的极大经济损失。文章叙述了天燃气管路系统清洁度控制的一些具体方法、措施及注意事项，从而更好地控制燃气机组进气管道内部清洁度。为将来同类型机组天然气管道清扫提供一些方法和参考。

关键词：天然气；管道；清洁度；清扫

新建燃气发电厂的天燃气管道内部清洁度直接关系着燃气轮机组安全、可靠地运行，天燃气进气管道内部清理吹扫不彻底引起燃烧器堵塞，则会导致燃烧室内的燃烧器烧损，势必造成发电厂的极大经济损失。文章着重叙述了以往工程天燃气管路系统清洁度控制的一些具体方法、措施及注意事项，实际操作方法及控制措施可根据不同项目的实际情况进行调整。

1 管道装配及安装期间注意事项

对运抵现场的天然气管道应进行内部清洁度检查，确保管道部件清洁、无任何焊渣、锈皮、泥沙等杂物。严禁用砂轮切割机切割管子，需用管子割刀切割。所切断的管子应把管口用锉刀倒角去毛刺，以防铁屑和管子毛刺进入管道中。

天然气管道的组合安装，必须根据厂家图纸及管段的编号进行，每个管道安装焊接前需由施工人员、质检员到现场通过目测检查和压缩空气吹扫确定管内无杂质，清洁度达标后才能对口焊接，焊接采用氩弧焊打底，电焊盖面并认真及时清理药皮。每次工作暂停以及检查验收后需及时做好管口封盖工作。焊接不锈钢管时应在管内充入氩气进行保护，焊接时不得为了氩气密封在管道内部采用任何封堵材料，否则这些封堵材料极可能在调试期间堵塞燃烧器喷嘴。

检测仪表和自动保护装置连接管或管接座，应按图纸所示在组装管道时同时进行，组装结束后不得随意开孔。如必须开孔，需编制专项措施后向相关质检部门及监理公司提出书面申请，在得到有关部门批准后安排专人监护的情况下方可施工。在天然气进气系统整体清理吹扫完毕且耐压试验合格后，如两个星期内机组尚且不能点火试运行，则需对整个燃气进气系统进行充氮保护。

2 管道清理的吹扫清理的主要方法及措施

管道装配完成后需对每条管线进行整体清理吹扫，清理吹扫程序按管线、系统分别进行。清理吹扫的具体方式、次数可根据现场具体情况作适当调整。一般包括陀螺清扫、爆破吹扫和空气吹扫。

2.1 陀螺清扫设备包括发射机、压缩机和捕捉器等部件，所用气体一般为清洁、干燥、除油的压缩空气。陀螺清洁是对集聚在管道中碎屑、异物及积水的一种非常有效的清洁方式，尤其是针对较大的异物。它由发射机、捕捉器及各种规格陀螺组成。发射机通过清洁和干燥的压缩空气将陀螺推出，再由接收器将陀螺及异物收集在麻袋中。

陀螺清扫的一般步骤为：清扫前主管道上的阀门全开，支管道上的阀门关闭或用盲板密封防止空气泄漏，拆除管内各类孔板、凸起物等，用临时管段代替，由于陀螺无法通过大小头，所以应在完成陀螺清洁后再安装管道大小头；清扫时管线两端人员使用无线电话或对讲机等保持通讯畅通，在发射陀螺之前应先通知捕捉器及周围区域的人员，打开压缩机出口阀门开始驱动陀螺，当陀螺接近捕捉器时建议逐渐减少空气流量以减小对捕捉器的冲击，陀螺到达捕捉器后需立即关闭压缩机出口阀。用查看陀螺是否干净以及观察其表面有无异物的方法来判断管道清洁效果，最终的判断应使用新的陀螺清扫后进行判断，一般陀螺清理管道需重复进行2～4次。

陀螺清扫的注意事项：陀螺驱动时可以看到捕捉器侧的压力波动及间歇排气，整个过程中压力空气压力应低于0.4Mpa，一旦超过该压力，马上停止工作并排除故障。正常陀螺驱动压力为0.01～0.15Mpa，实际压力主要取决于管道内附着物和异物的堆积情况；清扫时先采用较软的类似海绵的陀螺清除较大的异物，再采用稍硬的螺旋状或类似橡皮的陀螺清除较粘的异物，最后采用较硬的类似手枪弹的陀螺清除较粘的异物；清理时如果发生堵塞，可用另一个完好的陀螺推出已损坏的陀螺，陀螺合适的移动速度是0.85～1.5m/s，压缩机容量需大于（1.15～1.3）×（陀螺速度）×（管道截面积），空气泄漏量估计是（1.15～1.3）×（推动空气体积），陀螺速度不能超出上述推荐值，否则会由于陀螺移动过快导致清洗效果不理想。

2.2 空气吹扫设备包括空压机、储气罐、临时供气阀以及临时供气管道等。所用气体一般为清洁、干燥、除油的压缩空气。空气吹扫的方法和步骤为：将临时空气供气管道与要吹扫的管道连接；向吹扫的管道提供压缩空气并升压至0.3～0.5Mpa；快速打开吹扫管道的末端阀门将压缩空气排出。重复上述清洁步骤直到管道内部检查不到灰尘及外部杂质。

2.3 爆破吹扫设备包括空压机、储气罐、临时供气阀、临时供气管以及爆破板等。所用气体一般为清洁、干燥、除油的压缩空气。爆破吹扫的方法和步骤为：通过临时供气管向吹扫管道供气，升压直至爆破垫板爆破，压缩空气从爆破处吹出。重复上述爆破吹扫步骤直到管道内部检查不到灰尘及外部杂质。此外，为了更容易粘住异物并方便判断吹扫效果，应使用如木板类的低硬度材料做靶板，木板不宜太软以防止破裂，并在靶板后安装加强钢板。重复吹扫直到确认没有异物粘在靶板上（参见附图）

爆破吹扫的注意事项：爆破破裂时噪音很大，为了安全并防止系统设备损坏，建议使用铁丝网将管道出口隔离开，同时发出通告让附近人员远离管道出口。如果爆破垫板采用的是1.5mm厚的橡胶板，其爆破所需要的压力为0.1～0.2Mpa。而爆破吹扫所需气源压力为0.3～0.5Mpa，故需要2～3张垫板来达到爆破吹扫效果，爆破垫板没有在设定的压力下爆破，则应停止升压并确认垫板的破裂条件，避免爆破压力过高而带来的其它安全风险。

2.4 评判标准

2.4.1 采用陀螺清扫后判断系统内部清洁程度的主要方法为目视检查。判断标准：确认收集的陀螺上没有包括水分在内的任何异物存在。目视检查陀螺发射机和捕捉器处的管道内部的清洁度。确有需要，可采用内窥镜进行检查。

2.4.2 采用爆破吹扫后判断系统内部清洁程度的主要方法为靶板检查。判断标准：连续三次靶板上所有区域无直径超过0.5mm以上的硬质颗粒和凹陷。

2.4.3 采用压缩空气吹扫后判断系统内部清洁程度的主要方法为目视检查。判断标准：确认管道内无异物，如有需要可在所有法兰接口处用内窥镜检查。每段管段至少吹扫10次。每次排气时放置一块白布然后确认该白布颜色无变化且布上无杂质。

3 结束语

笔者梳理、总结了以往工程的一些成功经验及做法，通过管路系统清扫的探索和实践检验，采取对管路系统安装焊接过程中的清洁度控制、及时的检查和封堵，以及综合地系统清扫措施，天然气进气管道内部的洁净度控制效果均比较理想，有效地保证了机组运行的安全性，为将来同类型机组天然气管道清扫提供一些方法和参考，亦籍文章抛砖引玉，达到更好地控制燃气机组进气管道内部清洁度的初衷。

参考文献

[1]姚秀平.燃气轮机及其联合循环发电[M].北京：中国电力出版社，2004年第一版.

[2]翁史烈.燃气轮机[M].机械工业出版社，l987.

作者简介：阮建强（1973-），男，江苏建湖人，工程师，现从事电厂基建项目施工管理工作。

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