化工装置开工前如何进行吹扫和清洗—【中阀小课堂】NO.01046

第一节 扫和清洗的目的和方法

化工装置开工前，需对其安装检验合格后的全部工艺管道和设备进行吹扫与清洗（以下统称吹洗），它的目的是通过使用空气、蒸汽、水及有关化学溶液等流体介质的吹扫、冲洗、物理和化学反应等手段，清除施工安装过程中残留在其间和附于其内壁的泥砂杂物、油脂、焊渣和锈蚀物等，防止开工试车时，由此而引起发生的堵塞管道、设备；损坏机器、阀门和仪表；玷污催化剂及化学溶液、影响产品质量和防止发生燃烧、**事故；是保证装置顺利试车和长周期安全生产的一项重要试车程序。化工装置中管道、设备多种多样，它们的工艺使用条件和材料、结构等状况都各有不同，因而适用它们的吹洗方法也各有区别。但通常包括以下几种方法：水冲洗、空气吹扫、酸洗钝化、油清洗和脱脂等。它们的主要特点和使用范围概述如下。

一、水冲洗

水冲洗是以水为介质，经泵加压冲洗管道和设备的一种方法。被广泛应用于输送液体介质的管道及塔、罐等设备内部残留脏杂物的清除。水冲洗管道应以管内可能达到的最大流量或不小于1.5m/s的流速进行（这里不包括高压、超高压水射流清洗设备、管束内、外表面积垢方法）。一般化工设备、管道冲洗常用浊度小于10*106，氯离子含量小于100*106的澄清水，但对于如尿素生产装置等采用奥氏体不锈钢材料的设备和管道，为防止氯离子（Cl-）的聚积而发生设备、管道等的应力腐蚀破裂（SCC），则需采用去离子水冲洗。水冲洗具有操作方便、无噪声等特点。

二、空气吹扫

空气吹扫是以空气为介质，经压缩机加压（通常为0.6-0.8MPa）后，对输送气体介质的管道吹除残留的脏杂物的一种方法。采用空气吹扫，应有足够的气量，使吹扫气体的流动速度大于正常操作气体流速，一般最低不小于20m/s，以使其有足够的能量（或动量），吹扫出管道和设备中的残余附着物，保证装置顺利试车和安全生产。空气吹扫时空气消耗量一般都很大，并且要一定的吹扫时间。因此，空气吹扫通常使用装置中最大的空气压缩机或使用装置中可压缩空气的大型压缩机（如乙烯装置中的裂解气压缩机等）空气运转提供。对于缺乏提供大量连续吹扫空气的中小型化工装置，也可采用分段吹扫法，即将系统管道分成许多部分，每个部分再分成几段，然后逐段吹扫，吹扫完一段与系统隔离一段。这样在气源量小的情况下，可保证吹扫质量。对大直径管道或脏物不易吹除的管道，也可选用爆破吹扫法吹除。忌油管道和仪表空气管道要使用不含油的空气吹扫。氮气由于来源及费用等原因，一般不作为普通管道和设备的吹扫气源，而常用作空气吹扫、系统空气干燥合格后，管道、设备的保护置换。

三、蒸汽吹扫

蒸汽吹扫是以不同参数的蒸汽为介质的吹扫，它由蒸汽发生装置提供汽源。蒸汽吹扫具有很高的吹扫速度，因而具有很大的能量（或动量）。而间断的蒸汽吹扫方式，又使管线产生冷热收缩、膨胀，这有利于管线内壁附着物的剥离和吹除，故能达到最佳的吹扫效果。蒸汽管道应用蒸汽吹扫，更是动力蒸汽管道所必须。动力蒸汽管道吹扫时，不但要彻底吹扫出管道中附着的脏杂物，而且还应把金属表面的浮锈吹除，因为它们一旦夹带在高速的蒸汽流中，将对高速旋转的汽轮机叶片、喷嘴等造成极大的损害。蒸汽吹扫温度高、压力大、流速快，管道受热后要产生膨胀位移，降温后又将发生收缩，因而蒸汽管道上都装有补偿器、疏水器、管道支、吊架、滑道等也都考虑了膨胀位移的需要。非蒸汽管道如用空气吹扫不能满足清扫要求时，也可用蒸汽吹扫，但应考虑其结构能否承受高温和热胀冷缩的影响并采取必要的措施，以保证吹扫时人身和设备的安全。

第二节 吹扫和清洗作业

一、水冲洗

(1)冲洗原则及要求

a.水冲洗应以管内可能达到的最大流量或不小于1.5m/s 的流速进行，冲洗流向应尽量由高处往低处冲水。

b.水冲洗的水质应符合冲洗管道和设备材质要求

c.冲洗需按顺序采用分段连续冲洗的方式进行，其排放口的截面积不应小于被冲洗管截面积的60%，并要保证排放管道的畅通和安全，只有上游冲洗口冲洗合格，才能复位进行后续系统的冲洗。

d.只有当泵的入口管线冲洗合格之后，才能按规程启动泵冲洗出口管线。

e.管道与塔器相连的，冲洗时，必须在塔器入口侧加盲板，只有待管线冲洗合格后，方可连接。

f.水冲洗气体管线时，要确保管架、吊架等能承受盛满水时的载荷安全。

g.管道上凡是遇有孔板、流量仪表、阀门、疏水器、过滤器等装置，必须拆下或加装临时短路设施，只有待前一段管线冲净后再将它们装上，然后方可进行下一段管线的冲洗工作。

h.直径600mm以上的大口径管道和有入口的容器等先要人工清扫干净。

j.工艺管线冲洗完毕后，应将水尽可能从系统中排除干净，排水时应有一个较大的顶部通气口，在容器中液位降低时，以避免设备内形成真空损坏设备。

k.冬季冲洗时要注意防冻工作，冲洗后应将水排尽，必要时可用压缩空气吹干。不得将水引入衬有耐火材料等憎水的设备和管道容器中。 

(2)水冲洗应具备的条件

a.系统管道设备冲洗前，必须编写好冲洗方案，它通常包括：编写依据、冲洗范围、应具备的条件，冲洗前的准备工作、冲洗方法和要求、冲洗程序、检查验收等7 个部分。

b.设备、管道安装完毕、试压合格，按PID图检查无误。

c.按冲洗程序要求的临时冲洗配管安装结束。

d.本系统所有仪表调试合格，电气设备正常投运。

e.各泵电机单试合格并连接。

f.冲洗水已送至装置区。

g.冲洗工作人员及安装维修人员已作好安排，冲洗人员必须熟悉冲洗方案。

(3)水冲洗的方法及要求

a.水冲洗按方案中的冲洗程序采用分段冲洗的方法进行，即每个冲洗口合格后，再复位进行后续系统的冲洗。

b.各泵的入口管线冲洗合格之后，按规程启动泵冲洗出口管线，合格后，再送塔器等冲洗。

c.冲洗时，必须在换热器、塔器入口侧加盲板，只有待上游段冲洗合格后，才可进入设备。

d.各塔器设备冲洗之后，要入塔检查并清扫出机械杂质。

e.在冲洗过程中，各管线、阀门等设备一般需间断冲洗3次，以保证冲洗效果。

f.在水冲洗期间，所有的备用泵均需切换开停1次。

g.水冲洗合格后，应填写管段和设备冲洗记录。

(4)水冲洗的检查验收标准。按国标“GBJ235-82”规定，“以出口的水色和透明度与入口处目测一致为合格”，或设计另有规定。

二、空气吹扫

（1）吹扫原则与要求

a．选用空气吹扫工艺气体介质管道，应保证足够的气量，使吹扫气体流动速度大于正常操作的流速，或最小不低于20m/s。

b.工艺管道空气吹扫气源压力一般要求为0.6-0.8MPa，对吹扫质量要求高的可适当提高压力，但不要高于其管道操作压力。低压管道和真空管道可视情采用0.15-0.20MPa的气源压力吹扫。

c.管道及系统吹扫，应予先制订吹扫方案。它通常包括：编制依据、吹扫范围、吹扫气源、吹扫应具备的条件、临时配管、吹扫的方法和要求、操作程序、吹扫的检查验收标准、吹扫中的安全注意事项及吹扫工器具和靶板等物资准备等。

d.应将吹扫管道上安装的所有仪表测量元器件（如流量计、孔板等）拆除，防止吹扫时流动的脏杂物将仪表元器件损坏。同时，还应对调节阀采取适当的保护措施（原则上、阀前吹扫合格后再通过，必要时，需拆除后加临时短管连接。

e.吹扫前，必须在换热器、塔器等设备入口侧前加盲板，只有待上游吹扫合格后方可进入设备，一般情况下，换热器本体不参加空气吹扫。

f.吹扫时，原则上不得使用系统中调节阀作为吹扫的控制阀。如需要控制系统吹扫风量时，应选用临时吹扫阀门。

g.吹扫时，应将安全阀与管道连接处断开，并加盲板或挡板，以免脏杂物吹扫到阀底，使安全阀底部密封面磨损。

h.系统吹扫时，所有仪表引压管线均应打开进行吹扫，并应在系统综合气密试验中再次吹扫。

i.所有放空火炬管线和导淋管线，应在与其联接的主管后进行吹扫，设备壳体的导淋及液面计、流量计引出管和阀门等都必须吹扫。

j.在吹扫进行中，只有在上游系统合格后，吹扫空气才能通过正常流程进入下游系统。

k.当管道直径大于500mm和有入口的设备，吹扫前先要用人工清扫，并拆除其有碍吹扫的内件。

l.所有罐、塔、反应器等容器，在系统吹扫合格后应再次进行人工清扫，并复位相应内件，封闭时要按照隐闭工程封闭手续办理。

(2)系统吹扫气源。

化工装置管道及系统吹扫用空气，要求用气量大，通过管道及系统流速快，因此，必须有足够压头的风量，才能保证吹扫质量的要求。如吹扫一直径12#的工艺管道，就要求有排出压力为0.6-0.8MPa、风量为7000m3/h（标）相近能力的空气压缩机连续提供吹扫空气。因此，吹扫气源的取得是以利用装置已有或在装置中以可压缩空气的大型压缩机提供气源是快速完成系统吹扫的最好方法。如大、中型合成氨装置，空气吹扫都使用其工艺空气压缩机或空分装置的原料空气压缩机（指以渣油或煤为原料的氨装置）提供。在大、中型乙烯装置，空气吹扫一般均使用装置的裂解气压缩机空气运转提供。在装置中，这类压缩机风量都很大，吹扫时可多个吹扫口同时进行，这有利于缩短系统吹扫时间。国内大化肥装置和乙烯装置都提供了这方面的工程组织经验，即在装置的设备安装工程网络进度表中，首先安排使需用于吹扫的压缩机及其原动机（通常*业汽轮机）竣工和进行单机试车和空气负荷运转，为系统吹扫提供气源，这样可以加快整个工程投产进度。对于没有大容量的空气压缩机的中、小型化工装置，其吹扫作业一般使用逐段吹扫和爆破吹扫等方法。

 (3)空气吹扫应具备的条件

a.工艺系统管道、设备安装竣工，强度试压合格。

b.吹扫管道中的孔板、转子流量计等已抽出内件后安装复位，压差计、液面计、压力计等根部阀处于关闭状态。

c.禁吹的设备、管道、机泵、阀门等已装好盲板。

d.供吹扫用的临时配管、阀门等施工安装已完成。

e.需吹扫的工艺管道一般暂不保温（吹扫时需用木锤敲击管道外壁）。

f.提供吹扫空气气源的压缩机已空气运转，公用工程满足压缩机具备连续供气条件。

g.吹扫操作人员及安装维修人员已作好安排，并熟悉吹扫方案。

h.绘制好吹扫的示意流程图，图上应标示出吹扫程序、流向、排气口、临时管线、临时阀门等和事先要处理的内容。

j.准备好由用户、施工单位（32 程）、试车执行部门三方代表签署的吹扫记录表，参见表1-1-4-5，以便吹扫时填写。   

(4)吹扫方法和要点

a.按照吹扫流程图中的顺序对各系统进行逐一吹扫。吹扫时先吹主干管、主管合格后，再吹各支管。吹扫中同时要将导淋、仪表引压管、分析取样管等进行彻底出现，防止出现死角。

b.吹扫采用在各排放口连续排放的方式进行，并以木锤连续敲击管道，特别是对焊缝和死角等部位应重点敲打，但不得损伤管道，直至吹扫合格为止。

c.吹扫开始时，需缓慢向管道送气，当检查排出口有空气排出时，方可逐渐加大气量至要求量进行吹扫，以防因阀门、盲板等不正确原因造成系统超压或使空气压缩机系统出现故障。

d.在使用大流量压缩机进行吹扫时，应同时进行多系统吹扫，以缩短吹扫周期，但同时在进行系统切换时，必须缓慢进行，并与压缩机操作人员密切配合，听从统一指挥，特别要注意防止造成压缩机出口流量减小发生喘振的事故。

e.为使吹扫工作有序进行和不发生遗漏，需绘制另一套吹扫实施情况的流程图，用彩色笔分别标明吹扫前准备完成情况，吹扫已进行情况和进行的日期，使所有参加吹扫工作的人员都能清楚地了解进展情况，并能防止系统吹扫有遗漏的地方。该图应存档备查。

f.系统吹扫过程中，应按流程图要求进行临时复位。在吹扫结束确认合格后，应进行全系统的复位，以准备下步系统进行综合气密试验。

(5)检验方法与吹扫合格标准。

每段管线或系统吹扫是否合格，应由生产和安装人员共同检查，当目视排气清净和无杂色杂物时，在排气口用白布或涂有白铅油的靶板检查，如五分钟内检查其上无铁锈、尘土、水分及其他脏物和麻点即为吹扫合格。

 三、蒸汽吹扫

化工装置的蒸汽系统通常有多个压力等级参数，以适用不同设备和工艺条件的需要。例如，有拌热和加热用的低压蒸汽、有加热和工艺直接使用及工业汽轮机用的中压蒸汽，还有驱动大型工业汽轮机用的高压蒸汽，特别是对驱动工业汽轮机所用的蒸汽管道，在进行蒸汽吹扫时，不但要吹扫出管道中的脏杂物，而且还应把金属表面的浮锈吹除，因为它们一旦夹带在高速的蒸汽流中，将对高速旋转的汽轮机叶片造成极大的危害。因此，正确掌握蒸汽吹扫方法和严格质量要求是十分重要的。蒸汽吹扫通常按管道使用参数范围分为高、中压和低压两个级别（也有分高、中、低压三个级别）的吹扫方法进行，它们对吹扫的要求也各不相同。

(1)吹扫蒸汽来源及参数选择。为提高吹扫效率和减少吹扫费用，蒸汽系统吹扫通常采用降压吹扫的方式进行，但蒸汽消耗量仍很大，一般需要其管道额定负荷下管内蒸汽流量的50-70%。参数高（中压、高温）、时间长。因此，蒸汽管网的吹扫多数都是与其供汽锅炉的启动同步进行的。在化工装置，如乙烯和合成氨装置等的高温工艺气的蒸汽发生器（废热锅炉）的输汽管道，为缩短开工周期，在装置化工投料前一般使用外供蒸汽或用其装置自建的开工锅炉提供汽源。蒸汽吹扫对汽源的要求是其蒸汽参数（压力、温度）和汽量应能满足各个级别压力下蒸汽管段吹扫的要求。

蒸汽参数是直接影响吹扫效果的主要方面。蒸汽吹扫是利用管内蒸汽介质流动时的能量（亦称动量）冲刷管内锈皮杂物，能量愈大效果愈高。吹扫时影响蒸汽介质能量的因素有：吹扫时的蒸汽参数（压力、温度）；蒸汽管道的水力特征；吹扫时主气门开度的大小等。实际上这三个因素是互相关联的，必须根据具体情况选择计算出合理的吹扫参数。

蒸汽吹扫参数选择原则是使吹扫（亦称吹管）时管内蒸汽动量应大于额定负荷下的蒸汽动量，即被吹洗系统任何一点的吹洗系数均应大于1。即吹洗系数k=（吹洗蒸汽流量）2* 被吹洗处的蒸汽比热容/〔（额定负荷蒸汽流量）2* 额定参数时蒸汽比热容〕.

通常蒸汽吹扫时管内蒸汽流量使用额定值的50-70%，因此，可根据吹扫蒸汽参数参考的计算方法，结合吹扫管段结构的水力特性，计算出吹扫时汽源压力和蒸汽过热温度。一般使吹扫蒸汽在各不同压力等级管道下的流速达到：

高压蒸汽管道（4-12MPa） ≥60m/s

中压蒸汽管道（1-4MPa）

≥40m/s

低压蒸汽管道（<1MPa）

≥30m/s

可满足吹扫要求。

(2)蒸汽吹扫前的准备

a.吹扫前应根据蒸汽管网的实际，制定完备的吹扫方案，它包括吹扫范围，蒸汽管网级别划分，吹扫蒸汽流量的确定和各级吹扫蒸汽参数（压力、过热温度值）的计算和确定，吹扫方法、吹扫顺序、排放口位置、吹扫用临时配管、阀门和支架、吹扫质量鉴定方法和标准、吹扫的人员组织及吹扫中的安全措施与注意事项等。

b.对蒸汽管道、管件、管支架、管托，弹簧支吊架等作详细检查，确认牢固可靠。除去弹簧的固定装置后，确认弹簧伸缩灵活。

c.检查并确认蒸汽导向管无滑动障碍，滑动面上无残留焊点和焊疤。

d.所有蒸汽管道保温已完成。

e.高、中压蒸汽管道已完成酸洗、钝化。

f.按吹扫方案要求。所有吹扫用临时配管、阀门、放空管、靶板支架等均已安装并符合强度要求。

g.已将被吹扫管道上安装的所有仪表元器件（如流量计、孔板、文丘里管）等拆除，管道上的调节阀已拆除或已采取措施加以保护。

h.每台蒸汽透平入口已接好临时蒸汽引出管，以防吹扫时蒸汽进入汽轮机主汽阀及汽轮机叶片，损坏主汽阀及汽轮机叶片。

      (3)蒸汽管网吹扫方法和要点

a.蒸汽吹扫通常按管网配置顺序进行，一般先吹扫吹扫中压管道，最后吹扫低压蒸汽管道。对每级管道来说，应先吹扫主干管，在管段末端排放，然后吹扫支管，先近后远，吹扫前干、支管阀门最好暂时拆除、临时封闭，当阀前管段吹扫合格后再装上阀门继续吹洗后面的管段。对于高压管道上的焊接阀门，可将阀心拆除后密封吹扫。各管段疏水器应在管道吹洗完毕后再装上。

b. 蒸汽管线的吹扫方法用暖管--吹扫--降温--暖管--吹扫--降温的方式重复进行。直至吹扫合格。如是周而复始地进行，管线必然冷热变形，使管内壁的铁锈等附着物易于脱落，故能达到好的吹扫效果。

c.蒸汽吹扫必须先充分暖管，并注意疏水，防止发生水击（水锤）现象。在吹扫的第一周期引蒸汽暖管时，应特别注意检查管线的热膨胀，管道的滑动，弹簧支吊架等的变形情况是否正常。暖管应缓慢进行。即先向管道内缓慢地送入少量蒸汽，对管道进行预热，当吹扫管段首端和末端温度相近时，方可逐渐增大蒸汽流量至需要值进行吹扫。

d.中压蒸汽暖管时，其第一次暖管时间要适当长一些，大约需要4 h，即大约每小时升温100℃左右，第二轮以后的暖管时间可短一些，在1-4h 即可。每次的吹扫时间大约为20-30min，因为降温是自然冷却，故降温时间决定于气温，一般使管线冷至100℃以下即可，吹扫反复的次数，对于第一次主干管的吹扫来说，因其管线长，反复次数亦要多一些，当排汽口排出的蒸汽流目视清洁时方可暂停吹扫进行吹扫质量检查。通常主干管的吹扫次数在20-30次左右，各支管的吹扫次数可少一些。经过酸洗钝化处理的管道，其吹扫次数可有明显的下降。

e.中压蒸汽管道的吹扫效果需用靶板检查其吹扫质量。其靶板可以是抛光的紫铜片，厚度约2-3mm，宽度为排汽管内径的5%-8%，长度等于管子内径。亦可用抛光的铝板，厚度约8-10mmm 制作。连续两次更换靶板检查，吹扫时间1-3min，如靶板上肉眼看不出任何因吹扫而造成的痕迹，吹扫即告合格（如设计单位另有要求应按要求办）。低压蒸汽管道，可用抛光木板置于排汽口检查，板上无锈和脏物，蒸汽冷凝液清亮、透明，即为合格。

(4)蒸汽吹扫的安全注意事项。中压蒸汽管网的吹扫是一项难度较大的工作，因此，在吹扫流程安排、吹扫时间和临时措施及安全防范等方面，都要根据管网实际情况做好周密安排和搞好吹扫的各项协同工作。

中压蒸汽吹扫时、温度高、流速快、噪音大、且呈无色透明状态，所以吹扫时一定要注意安全，排放口要有减噪音设备，且排放口必须引至室外并朝上，排放口周围应设置围障，在吹扫时不许任何人进入围障内。以防人员误入吹扫口范围而发生人身事故。