1、1浅谈 LNG 电厂天然气管道爆破吹扫摘要：本文介绍了天然气管道爆破吹扫的工艺原理、基本步骤及安全技术措施。 关键词：天然气管道爆破吹扫 原理步骤 中图分类号： O643.2+23 文献标识码： A 文章编号： 前言 LNG 电厂的天然气管道虽然在安装前进行了酸洗，但管道在运输、安装过程中难免不被杂质污染，且在焊接过程中也会产生微量焊渣。为了保证燃机安全可靠地运行，必须对天然气管道进行吹扫，彻底去除管道内的各种杂质，保证管道的清洁度。因 LNG 电厂天然气管道系统直径普遍都在 DN200 以上，难以找到与之相配的较大气源进行直接吹扫，因此宜采用爆破吹扫。 爆破吹扫的原理 爆破吹扫是将被吹扫的管
2、道系统一端用强度比管道低得多的爆破片封闭，另一端及其支管的管口用法兰盲板盲断，在管道系统内通入压缩空气。系统内空气压力逐渐升高，当超过爆破片所能承受的极限压力时，爆破片突然破裂，系统中的压缩空气瞬时迅速膨胀从爆破口以极高的速度喷出。同时管道内的焊渣和其它杂物在爆破引起的震动作用和高速气流的冲击下也随之排出，反复数次，即可达到吹扫要求,见图 1。 2图 1：管道爆破吹扫示意图 爆破吹扫时，气体在管道内的流速是不一样的，根据波义尔.马略特定律：一定量的气体，在恒定的温度下，气体状态变化前后的体积与压力成反比。即 P1P2=V2V1 或 P1V1=P2V2 爆破吹扫时，气体的状态变化是在同一管径的管
3、道中向着一个方向发生，那么上边的公式可以推导为： P1/P2=V2/VI=SL2/SLl=L2/L1 L2=P1L1P2 V=(L2-L1)/t=(P1L1/P2-P2L1/P2)/t=(P1-P2)/p2tL1 式中 P1、P2 施加给管道内气体的不同压力(MPa) V1、V2 不同压力下气体的体积(m3) S 管道截面积(m3) L1、L2 不同压力下某截面至管端的长度(m) t 压力变化的时间(s) V 某截面气体的流速(ms) 同一时刻管道内各个部位压力的差别不是很大，从上式可以看出，管道内各个截面气体的流速与截面至管端的长度成正比，气体流速与管道各个部位的关系如图 2 所示： 3图
4、2：气体流速与管道各部位关系图 从图 2 可以看出，盲板端气体流速最小，爆破端气体流速最大，规范中要求的管内气体实际流速不得低于 20ms，实际上指的是管道内气体的平均流速，以此推算，爆破端出口气体的实际流速最低要达40ms，当爆破端出口气体的流速为 40ms 时，从盲板端到管道中部气体的流速都低于 20ms。由此可见，我们在爆破吹扫时，管道的两端均应作为爆破口进行吹扫，如有支管，各支管的管口也应依次作为破爆口进行吹扫。 施工机具及材料 表 1：爆破吹扫所用机具和材料 基本步骤 图 2：爆破吹扫的基本步骤 步骤说明： 1、安装隔离盲板。吹扫管道除爆破端外，另一端管口需安装隔离盲板，如管线有支管
5、，则各支管端管口也需安装隔离盲板。为节省成本，法兰盲板可采用钢板现场制作，钢板厚度可由给定的压力及管径计算得出。 2、开启吹扫系统中的全部阀门。吹扫系统中的全部阀门均应处于全开状态，一是为了保证管道的吹扫效果，二是为了保护阀门； 43、安装压力表。这里所安装的压力表是监测爆破压力的临时压力表，如果管道系统上的永久压力表已经安装，需隔离，以免损坏。 3、安装充气管线。用夹布胶管将空压机（气源）与所吹扫的管道接通，所吹扫的管道充气点法兰盲板盲断，并留有充气口（或在所吹扫管道的其他部位留有充气口） 。 4、安装爆破片。在所吹扫管道的爆破端安装爆破片，爆破片一般选用石棉板，厚度为 3mm，用假法兰将石
6、棉板压住，用螺栓把紧法兰。由于爆破点压力很难经过计算得到，所以只能依据技术人员的经验和现场试验。爆破压力一般在 0.40.6MPa 即可，压力太小爆破吹扫效果差，压力过大不安全，易发生伤人事故。所以，第一次安装爆破片时，请先安装1 层石棉板。第二次安装爆破片时，根据第一次爆破吹扫的压力安装石棉板，如果第一次爆破时压力偏高，则在石棉板上划“十”字或“井”字号；如果第一次爆破时压力偏低，则安装 2 层石棉板。 5、充气。打开充气阀，并有专人监视压力表，监测爆破点压力。 6、质量检查/打靶。在充气前，喷上白漆的塑料靶板安装在距离吹扫出口 700 mm。当石棉板破裂后，压缩空气喷射在塑料靶板上，通过检
7、验塑料靶板来检查管道的清洁度。目视靶板干净，无口径 0.3mm 以上杂物的打痕时则可认定已将该管端吹扫干净。不合格则从安装爆破片步骤重复，如果合格，则吹扫管道的另外一端或其它支管端，直至所有管端吹扫合格，才能认定该管道系统吹扫合格。 安全技术措施 1、爆破时，爆破端产生较大的口噪声，同时气流速度也较高。须在5爆破口前方设置危险区域，严禁行人进入，并有专人看护，同时工作人员需戴耳罩； 2、任何人不得随意开关阀门、拆卸法兰等，整个吹扫过程必须由负责人统一指挥，协调一致； 3、每次爆破吹扫前，应对吹扫管路、阀门、盲板、爆破口、进气点、压力表等部件进行仔细的检查，杜绝事故隐患； 4、在管架上拆除爆破口法兰或进行其它高空作业时，必须按高空作业规程采取必须的措施。 六、结束语 爆破吹扫流速高、效率高，管道死角处的杂物会由于爆破时的震动，被急速膨胀的气流带出，吹扫质量明显提高，一般情况下爆破吹扫 35次即可达到清洁度要求。同时爆破吹扫需用的设备和材料较少，成本低，技术要求也不高，易于推广和应用。 参考文献： 1 电力建设施工技术规范 第 5 部分：管道及系统DL 5190.52012 2李智.大口径工业管道爆破吹扫技术.北京：机械工业出版社，2004：31-39
