劉殿棟

(中國(guó)石化股份有限公司天津分公司生產(chǎn)部，天津 300271)

中石化天津分公司煉油部至天津機(jī)場(chǎng)(京津管輸)中心41 km航煤長(zhǎng)輸管線工程項(xiàng)目于2007年5月交付生產(chǎn)。投產(chǎn)初期，因管線水壓試驗(yàn)后放置時(shí)間長(zhǎng)、施工遺留雜物多等原因，致使內(nèi)部產(chǎn)生大量鐵銹雜質(zhì)，不僅影響航煤產(chǎn)品質(zhì)量，而且對(duì)末站的高精度計(jì)量?jī)x表設(shè)施安全運(yùn)行帶來(lái)較大隱患，特別在管線清管作業(yè)時(shí)影響更為突出。因過(guò)濾器濾網(wǎng)頻繁堵塞、壓差高，連續(xù)輸油作業(yè)時(shí)間僅能維持約15 min，嚴(yán)重制約了管線輸油能力。

為徹底解決上述問(wèn)題，首先實(shí)施在線清管，將管線內(nèi)積存的大量鐵銹雜質(zhì)逐步清理干凈；其次為解決在清管作業(yè)時(shí)因?yàn)V芯破裂產(chǎn)生的含雜質(zhì)大量污油，對(duì)末站原設(shè)計(jì)過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1 末站過(guò)濾器設(shè)施改造

原設(shè)計(jì)末站僅安裝1臺(tái)過(guò)濾分離器，投產(chǎn)后因鐵銹雜質(zhì)過(guò)多，頻繁發(fā)生濾芯堵塞情況，在其前端安裝的2臺(tái)30目DN200普通籃式過(guò)濾器，由于該籃式過(guò)濾器過(guò)濾面積較小，導(dǎo)致過(guò)濾器頻繁發(fā)生堵塞，管線壓力不斷升高，被迫停泵進(jìn)行清理。

1.1 原工藝結(jié)構(gòu)

原工藝結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖1。

1)過(guò)濾分離器：主要由DN900筒體、濾芯、聚結(jié)濾芯組成，過(guò)濾精度微米級(jí)。

2)籃式過(guò)濾器：主要由DN300筒體及30目籃式濾框組成，過(guò)濾精度毫米級(jí)。

圖1 原工藝結(jié)構(gòu)示意

1.2 存在主要問(wèn)題

由于管線存在大量鐵銹機(jī)械雜質(zhì)，每輸送1 000 t左右航煤產(chǎn)品，因雜質(zhì)堵塞需更換過(guò)濾分離器濾芯；設(shè)置在過(guò)濾分離器前端2臺(tái)籃式過(guò)濾器，雖在不停輸?shù)那闆r下可交替使用，但由于過(guò)濾面積太小，仍需以15 min～3 h間隔頻繁清理，每次清理銹渣2～5 kg，造成航煤產(chǎn)品無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常連續(xù)輸送，阻礙航煤產(chǎn)品出廠。

1.3 原因分析

1)工藝設(shè)計(jì)存在缺陷。原設(shè)計(jì)安裝1臺(tái)過(guò)濾分離器不能滿足過(guò)濾要求，當(dāng)實(shí)施清管作業(yè)時(shí)，末站過(guò)濾分離器必須實(shí)現(xiàn)一路工作、一路清洗的交替方式，才能保障航煤產(chǎn)品連續(xù)輸送。

2)設(shè)備選型不精準(zhǔn)。航煤產(chǎn)品質(zhì)量要求使用微米級(jí)過(guò)濾，而管線中鐵銹大小不一，最大的7～8 mm，毫米級(jí)以上的占有量達(dá)80%～90%，因此需增加大過(guò)濾倍數(shù)的毫米級(jí)籃式過(guò)濾器，并與微米級(jí)濾芯過(guò)濾器相結(jié)合，串聯(lián)使用，合理分配其所承擔(dān)的過(guò)濾任務(wù)，達(dá)到逐級(jí)過(guò)濾的目的。

1.4 末站過(guò)濾工藝及設(shè)備選型設(shè)計(jì)

1.4.1工藝設(shè)計(jì)變更

為徹底改變清管作業(yè)時(shí)，因攜帶出鐵銹雜質(zhì)而產(chǎn)生的大量航煤污油，對(duì)機(jī)場(chǎng)末站過(guò)濾系統(tǒng)工藝進(jìn)行了系統(tǒng)性設(shè)計(jì)改造，改造后并聯(lián)安裝兩路過(guò)濾系統(tǒng)，相互間可交替使用，一用一備，每路過(guò)濾器順序：反沖洗籃式粗過(guò)濾→預(yù)過(guò)濾器→過(guò)濾分離器。

工藝結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖2。

圖2 工藝結(jié)構(gòu)示意

航煤首先經(jīng)過(guò)60目(0.25 mm)新型反沖洗籃式過(guò)濾器進(jìn)行粗過(guò)濾，然后再經(jīng)過(guò)預(yù)過(guò)濾器(2 μm)和過(guò)濾分離器(2 μm)進(jìn)行精細(xì)分離過(guò)濾，以滿足航煤的質(zhì)量要求。

1.4.2設(shè)備選型

反沖洗過(guò)濾器(自主研發(fā))技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 反沖洗過(guò)濾器技術(shù)指標(biāo)

其技術(shù)特點(diǎn)為：1)在不取出濾框的情況下，可對(duì)堵塞的濾網(wǎng)進(jìn)行反向沖洗，并可在底部排渣，維護(hù)清理簡(jiǎn)便易行。2)倒置的籃式濾框，可使較大顆粒的鐵銹自然沉降至底部。3)低進(jìn)高出的工藝結(jié)構(gòu)，徹底改變普通籃式過(guò)濾器極易堵塞濾網(wǎng)的缺點(diǎn)。4)若無(wú)其他外力破壞，基本上不用更換濾芯。5)頂部采用快開(kāi)盲板可降低修復(fù)或更換濾網(wǎng)的勞動(dòng)強(qiáng)度。6)有效過(guò)濾面積設(shè)計(jì)彈性充裕。

1.4.3預(yù)過(guò)濾器

預(yù)過(guò)濾器主要指標(biāo)為：初始?jí)翰?0.02 MPa；最大允許工作壓差0.1 MPa；最高工作溫度80 ℃；過(guò)濾精度5～150 μm；濾芯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度0.3 MPa。

1.4.4過(guò)濾分離器

過(guò)濾分離器是由一個(gè)內(nèi)部裝有一級(jí)濾芯(過(guò)濾聚結(jié)濾芯)、二級(jí)濾芯(分離濾芯)的金屬殼體組成，同時(shí)配有排污閥、放水閥、壓差表、安全閥、伴熱裝置等附件。

其主要指標(biāo)為：初始?jí)翰?0.03 MPa；最大允許工作壓差0.1 MPa；最高工作溫度80 ℃；脫水能力水含量最高可達(dá)15%；濾芯結(jié)構(gòu)強(qiáng)度: >0.7 MPa；過(guò)濾精度最高可達(dá)1 μm；出口游離水含量<10×10-6(達(dá)到API最新標(biāo)準(zhǔn))；殼體設(shè)計(jì)壓力等級(jí)1.0和1.6 MPa或更高。

1.5 過(guò)濾效果

1)反沖洗籃式過(guò)濾器。反沖洗過(guò)濾器投用初期，前后壓力超壓所需時(shí)間基本上在90～120 min，隨著清管次數(shù)的增多，粒徑較小的鐵銹成分逐漸增多，堵塞過(guò)濾網(wǎng)前后超壓所需的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)。

2)預(yù)過(guò)濾器和過(guò)濾分離器。隨著軟體清管器的不斷發(fā)送，粒徑為微米級(jí)的鐵銹成分逐步增多，預(yù)過(guò)濾器和過(guò)濾分離器承載的過(guò)濾任務(wù)有所加重，其濾芯更換間隔時(shí)間也有所縮短。

1.6 結(jié) 論

實(shí)踐證明末站新變更改造的過(guò)濾工藝系統(tǒng)可行、實(shí)用，為企業(yè)節(jié)約大量處置污油成本。

反沖洗過(guò)濾器的反沖洗功能達(dá)到了項(xiàng)目預(yù)期效果。優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)工藝操作，降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，使航煤產(chǎn)品不間斷連續(xù)輸送目標(biāo)成為現(xiàn)實(shí)。

1.7 結(jié)果應(yīng)用

天津機(jī)場(chǎng)末站過(guò)濾器經(jīng)過(guò)數(shù)次改造，設(shè)施布局完整，流程變化靈活，操作便利，其成果在煉油至塘沽南疆石化碼頭(津國(guó)油)航煤末站項(xiàng)目設(shè)計(jì)中全部被采納，管線清管通球作業(yè)順暢，保障了航煤產(chǎn)品管輸出廠順暢。并為燕山石化至北京機(jī)場(chǎng)航煤長(zhǎng)輸項(xiàng)目末站建設(shè)改造提供了參考。

2 長(zhǎng)輸管線在線通球清管作業(yè)總結(jié)

結(jié)合天津石化公司煉油至天津機(jī)場(chǎng)京津轉(zhuǎn)輸中心41 km ?219、塘沽南疆津國(guó)油庫(kù)區(qū)42 km ?273兩條航煤長(zhǎng)輸管線數(shù)年來(lái)在線定期清管工作經(jīng)驗(yàn)，以及清管作業(yè)過(guò)程所獲得的安全技術(shù)數(shù)據(jù)，歸并如下。

2.1 長(zhǎng)輸管線清管周期選擇

根據(jù)國(guó)內(nèi)其他航煤管線成熟的清理經(jīng)驗(yàn)和航煤管線的具體輸量可確定為：每連續(xù)輸送20～30 kt或間歇輸送2～3個(gè)月，需進(jìn)行一次在線清管作業(yè)，主要目的清除管線中逐步積存的鐵銹等雜質(zhì)，保障航煤產(chǎn)品交付質(zhì)量。

2.2 清管器應(yīng)攜帶電子跟蹤設(shè)備

在用成品油管道宜采用軟體清管器進(jìn)行清理，為保證安全運(yùn)行，應(yīng)全部安裝電子發(fā)射機(jī)，以便發(fā)生意外時(shí)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確尋找定位。

2.3 相鄰清管器間投放時(shí)間間隔

根據(jù)多年來(lái)對(duì)兩條長(zhǎng)輸管線清管器操作的經(jīng)驗(yàn)，連續(xù)發(fā)送軟體清管器前后時(shí)間間隔可以縮減至20～30 min。

2.4 清管器運(yùn)行速度控制

為保證清管器正常運(yùn)行和清管效果，要求輸送介質(zhì)連續(xù)、流量相對(duì)穩(wěn)定，介質(zhì)流速控制在1～1.5 m/s清管效果最佳。

2.5 清管效果

自2007年天津石化公司煉油至天津機(jī)場(chǎng)長(zhǎng)輸管線和2016年天津石化公司煉油至塘沽南疆石化碼頭(津國(guó)油)長(zhǎng)輸管線先后投用以來(lái)，經(jīng)過(guò)多年在線定期清管，累計(jì)發(fā)送軟體清管器300余個(gè)。實(shí)踐表明，長(zhǎng)輸管線正式投入生產(chǎn)后，采用軟體清管器定期清管作業(yè)方法是可行的，能夠保障產(chǎn)品末站交付質(zhì)量，滿足出廠任務(wù)要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

介紹了在線定期清管在長(zhǎng)輸管線輸油過(guò)程中的應(yīng)用，對(duì)相關(guān)企業(yè)提高長(zhǎng)輸管線輸油過(guò)程的連續(xù)性、穩(wěn)定性方面有參考和借鑒意義。