本发明涉及蒸汽管道清洁的技术领域，具体而言，涉及一种蒸汽管道的清洁方法。
背景技术：
进透平的蒸汽管道广泛地在发电，炼油和化工等设施中使用，它将各类蒸汽发生器产生的蒸汽汇集输送到各种用途的透平前，带动透平，进行能量利用、转化。进透平的蒸汽管道系统按照功能主要可以分为：蒸汽供气支管，蒸汽输送总管和进用户的蒸汽用气支管，蒸汽输送总管同供气支管相连的部分叫蒸汽汇集区，同蒸汽用户支管相连接的部分叫蒸汽分配区。
新建的进透平的蒸汽管道系统在透平启用之前需要进行彻底的洁净，目的是为了清除新安装完成的管道系统中的轧制磷皮、焊渣、锈蚀物、尘土和安装异物，防止运行中固体尘埃粒子等异物对高速旋转的透平的撞击和磨蚀，减少杂质进入并磨损透平的密封系统；减少其对蒸汽系统中的阀门，滤网和管件的磨蚀，保证装置的长周期平稳运行。
随着经济的持续发展，技术的不断进步，炼油、化工和电力生产等的装置规模越来越大，运用透平来进行能量利用、平衡和转换情况越来越多，功率也越来越大。相应地，用来输送蒸汽的管道系统也变得更加庞大和复杂，蒸汽管道总管的直径在变大、管道系统的长度更长。
最早、最直观用来清洗新建蒸汽管道系统的方法就是蒸汽吹扫。吹扫时利用系统自有的锅炉或外引蒸汽作为汽源，依据锅炉补水能力、蒸汽量、环境噪音要求、管道隔热和环境温度情况、管道分布情况、管道内污垢情况、管道直径和长度等将整个管道系统分成一个或数个吹扫打靶系统，采用蒸汽脉冲吹扫或连续吹扫的方式。最终通过打靶来确定吹扫质量。美国专利us20090107352；us2014174559；us2017362955描述了几种蒸汽吹扫洁净进透平的蒸汽管道系统的方法。
用蒸汽吹扫的方式清洗蒸汽管道系统至今仍在使用，主要的优点是：直观易于接受；吹扫时可以检验锅炉、蒸汽输送系统、凝液回收和锅炉补水系统的性能，训练操作人员；整个系统都能全面吹扫到，几乎没有死角。缺点是：吹扫时蒸汽发生系统必须能够投入运行，吹扫时间长，噪音大，耗水耗能多，费用高；由于蒸汽吹扫时锅炉内的压力和温度的剧烈变化影响锅炉的使用寿命；蒸汽管道系统的蒸汽吹扫常常会成为工程建设中的关键路径影响总体进度。
由于没有蒸汽、蒸汽量不足或者工期需要，又开发出使用压缩空气吹扫蒸汽管道的工艺。用压缩空气来替代蒸汽吹扫清洗蒸汽管线的基本原理是：使用比满负荷运行时的蒸汽清洗力更大的压缩空气，清洗掉所有能被满负荷运行的蒸汽带入透平的潜在的有害物质，从而满足蒸汽透平设备的使用要求。
压缩空气吹扫清洗蒸汽管道系统的主要优点是：节约工程施工总的时间，只要锅炉清洗合格，蒸汽管道试压合格，不需锅炉供汽，即可进行蒸汽管道的压缩空气吹扫清洗，工期不在关键路径上，便于弹性安排施工，消除了蒸汽吹扫的工期风险；对部分余热锅炉蒸汽管道系统的洁净消除了没有蒸汽的烦恼；整个系统都能全面吹扫到，几乎没有死角；消除了因蒸汽吹扫时温度压力剧烈变化对锅炉使用寿命的影响。缺点是：临时管线配置、压缩机固定等工作量较大，需要使用多台大型的移动式压缩机，需要提前设计并准备充分；空气吹扫后的管道内表面没有防腐保护层；对于大管径管道系统需用的压缩空气量比较大。
与压缩空气吹扫相并行的清洗技术还有使用高压水对管道内壁进行分段清洗，它的优缺点同压缩空气的方法相近，更突出的特点是，公用工程要求小，需要从排凝系统进入管道内，清洗后管道内壁面没有防腐保护，由于有残留水更容易产生新的锈蚀。
现在还时常使用化学清洗加蒸汽吹扫的办法来清洗蒸汽管线。它利用清洗剂与管道内的污垢充分接触反应，将大量的污垢溶入清洗液中，将少量不溶物质从原来粘附的表面上脱落下来，或使其变松，被清洗液或其后的蒸汽吹扫带出管道系统。这种方法在过去二十年的国内工程实践中应用比较多。
化学清洗加蒸汽吹扫的办法清洗蒸汽管道系统的特点是：这种方法工期合理；经过化学清洗处理后的管道洁净度高，运行中可能出现脱落的固体颗粒少，对透平的洁净运行提供了较高的保障；打靶吹扫时可以试运行锅炉、蒸汽输送、凝液回收和锅炉补水等系统的性能，培训操作人员；对体积小管路复杂的蒸汽管道系统的清洗有优势；化学清洗使用的设备相对少。缺点是：化学清洗会产生数倍于清洗容积的清洗废液,废液收集和处理费用不菲；临时配管工作量大；有时会在管道顶部出现气阻。
随着环保要求的提高，整个管道系统采用化学清洗加蒸汽吹扫的清洗方法也越来越变得不能接受了，尤其是体积比较大时，因为废液处理的问题，现在有的新建蒸汽管道项目又被迫使用最早的蒸汽吹扫的方法来洁净蒸汽管道。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种蒸汽管道的清洁方法，以解决现有技术中的在清洁蒸汽管道的时候会产生大量清洗废液的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种蒸汽管道的清洁方法包括：蒸汽管道清洁前的准备工作，蒸汽管道清洁前的准备工作包括：将蒸汽管道划分为第一管道系统、第二管道系统和蒸汽管道的附属零部件及短管；清洁蒸汽管道，清洁蒸汽管道工作包括：用清管器清洁第一管道系统，用化学清洗的方法清洁第二管道系统，清洁蒸汽管道的附属零部件及短管。
进一步地，用清管器清洁第一管道系统的步骤包括：将两个清管器相间隔地送入第一管道系统，两个清管器之间设置有清洗液，通过压缩流体推动清管器，并使两个清管器从第一管道系统的出口推出。
进一步地，用清管器清洁第一管道系统的步骤包括：将第一清管器通过第一管道系统的入口放入第一管道系统，通过压缩流体推动第一清管器，并使第一清管器从第一管道系统的出口推出。
进一步地，用清管器清洁第一管道系统的步骤还包括：将第二清管器通过第一管道系统的入口放入第一管道系统，通过压缩流体推动第二清管器通过第一管道系统，并使第二清管器从第一管道系统的出口推出。
进一步地，当第二清管器将第一管道系统清洁合格后，再将第一管道系统的内壁钝化，第一管道系统的钝化步骤如下：将外壁附着有钝化液的第三清管器通过第一管道系统的入口放入第一管道系统，然后通过压缩气体推动第三清管器将清洁合格的第一管道系统的内壁进行钝化，并使第三清管器通第一管道系统的出口推出；或者将第四清管器和第五清管器通过第一管道系统的入口相间隔地放入第一管道系统，第四清管器和第五清管器之间设置钝化液，然后通过压缩流体推动第四清管器、钝化液和第五清管器将清洁合格的第一管道系统的内壁进行钝化，并收集第四清管器、第五清管器和钝化液。
进一步地，用化学清洗的方法清洁第二管道系统的步骤包括：酸洗，预定比例的酸液通过流体输送机械输送至第二管道系统，对第二管道系统进行酸洗；钝化，将酸洗合格后的第二管道系统进行钝化。
进一步地，清洁蒸汽管道的附属零部件及短管的步骤包括：根据蒸汽管道的附属零部件及短管的实际情况，采用浸泡的方法清洁、或者采用高压水枪清洁、或者直接采用蒸汽吹扫的方法进行清洁。
进一步地，蒸汽管道清洁前的准备工作，还包括在设计蒸汽管道时，进行如下设计：蒸汽管道的输送总管设计为同一管径；输送总管的两端变径处为打压和清洗预留断口；在输送总管上设置排气管、疏放水管和仪表管时，排气管、疏放水管和仪表管的插入深度不超过输送总管的内壁；在输送总管上的阀门采用清管器可无害通过的或可拆卸的阀门。
进一步地，管道清洁前的准备工作，还包括在蒸汽管道打压时，打压的临时配置的管道系统与清洁的管道系统相一致。
进一步地，蒸汽管道的清洁方法还包括：将清洁完毕后的蒸汽管道进行检验，蒸汽管道检验合格后进行复位；蒸汽管道进行检验包括：通过蒸汽对所述蒸汽管道进行打靶检验。
应用本发明的技术方案，将需要清洁的蒸汽管道划分为用清管器清洁的第一管道系统和用化学清洗的第二管道系统，第一管道系统主要包括蒸汽管道的输送总管。由于输送总管的直径大、路径长，通过清管器清洁的方法产生的清洗药液比较少，这就大大地减少了处理清洗废液的负担。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的在清洁蒸汽管道的时候会产生大量清洗废液的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的蒸汽管道的清洁方法的实施例的流程示意图；以及
图2示出了蒸汽管道的结构的示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、第一管道系统；20、第二管道系统；30、蒸汽发生器；40、蒸汽透平设备。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1和图2所示，本实施例的蒸汽管道的清洁方法包括：蒸汽管道清洁前的准备工作，蒸汽管道清洁前的准备工作包括：蒸汽管道分为第一管道系统10、第二管道系统20和蒸汽管道的附属零部件及短管。清洁蒸汽管道，清洁蒸汽管道工作包括：用清管器清洁第一管道系统10，用化学清洗的方法清洁第二管道系统20，清洁蒸汽管道的附属零部件及短管。
应用本实施例的技术方案，将需要清洁的蒸汽管道划分为用清管器清洁的第一管道系统10和用化学清洗的第二管道系统20，第一管道系统10主要包括蒸汽管道的输送总管。由于输送总管的直径大、路径长，通过清管器清洁的方法产生的清洗药液比较少，这就大大地减少了处理清洗废液的负担。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的在清洁蒸汽管道的时候会产生大量清洗废液的问题。一般而言清管器的主要材料为聚氨酯材料，聚氨酯材料具有收缩性强，通过性好、强度高的优点，当然也可以选用机械清管器进行清洁。
值得注意的是，第一管道系统10可以为多个，例如dn600的蒸汽输送总管和dn500的蒸汽分配段或蒸汽支管，其各自的长度都很长，两段管道通过变径或三通相连，这时，第一管道系统10分为两个系统。同样的道理第二管道系统20也可以是多个系统，具体地，根据管道分布和化学清洗是否方便进行划分。
如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，用清管器清洁第一管道系统10的步骤包括：将两个清管器相间隔地送入第一管道系统10，两个清管器之间设置有清洗液，通过压缩流体推动清管器，并使两个清管器从第一管道系统10的出口推出。两个清管器之间设置清洗液的方法使得发送清管器的次数减少，甚至第一管道系统10内有些污物只有通过清洗液才能清洁干净。具体地，清洗液可以为碱洗液、酸洗液、钝化液或者三合一液体(即碱洗、酸洗和钝化三者的功能都集于一体的液体)；清洗液也可以是具有某些其它特殊功能的清洗介质，如凝胶等。一般而言，两个清管器之间设置清洗液的清洗方式需要重复多次，直至达到清洁的要求为止。需要注意的是，在两个清管器之间设置清洗液的清洗方式开始之前，可以先通过探测清管器，探测第一管道系统10内部是否畅通。
如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，用清管器清洁第一管道系统10的步骤包括：将第一清管器通过第一管道系统10的入口放入第一管道系统10，通过压缩流体推动第一清管器，并使第一清管器从第一管道系统10的出口推出。这样操作比较方便，成本较低。具体地，在本实施例的技术方案中压缩流体为压缩气体，当然也可以为水，例如用泵将水打入第一管道系统10，水推动清管器向前移动。发射清管器时，第一管道系统10的入口处设置清管器的发射器，第一管道系统10的出口设置清管器的接收器将清管器通过清管器的发射器推入第一管道系统10的内部，清管器的发射器上设置压力表，清管器的尾部设置跟踪仪，当清管器在第一管道系统10的运行不正常的时候，可以通过压力表的读数和清管器的跟踪仪来获知清管器的信息，例如清管器所在的位置。在本实施例的技术方案中，第一清管器主要由中、高密度聚氨酯制成，这样第一清管器可以将管道内的焊渣、泥土甚至遗漏在第一管道系统10内的其它物体推出，根据需要第一清管器可以发射多次，这里的第一清管器发射多次指的是同一个第一清管器发射多次，或者第一清管器破损后再使用另一个第一清管器清洁第一管道系统10。第一清管器的外壁上可以为钢刷结构，可以涂敷碳化硅等，这样能够更容易的将第一管道系统10内壁上的污物去除。
如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，用清管器清洁第一管道系统10的步骤还包括：将第二清管器通过第一管道系统10的入口放入第一管道系统10，通过压缩流体推动第二清管器通过第一管道系统10，并使第二清管器从第一管道系统10的出口推出。第二清管器和第一清管器相互配合的使用使得第一管道系统10内部的清洁更加干净、成本较低。在本实施例的技术方案中，第二清管器为低密度聚氨酯(当然第一清管器和第二清管器的材质也可以相同)，第二清管器也可以重复发射多次直到第一管道系统10的内壁满足要求。根据需要第二清管器也可以发射多次，这里的第二清管器发射多次指的是同一个第二清管器发射多次，或者第二清管器破损后再使用另一个第二清管器清洁第一管道系统10。
如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，当第二清管器将第一管道系统10清洁合格后，再将第一管道系统10的内壁钝化，第一管道系统10的钝化步骤如下：将外壁附着有钝化液的第三清管器通过第一管道系统10的入口放入第一管道系统10，然后通过干燥无油的压缩气体推动第三清管器将清洁合格的第一管道系统10的内壁进行钝化，并使第三清管器通第一管道系统10的出口推出。或者采用如下办法进行钝化：将第四清管器和第五清管器通过第一管道系统10的入口相间隔地放入第一管道系统10，第四清管器和第五清管器之间设置钝化液，然后通过压缩流体推动第四清管器、钝化液和第五清管器将清洁合格的第一管道系统10的内壁进行钝化，并收集第四清管器、第五清管器和钝化液。第一管道系统10的内壁钝化后使得第一管道系统在放置较长时间下不会生锈。注意，本实施例的技术方案是以碳钢材质的蒸汽管线为例进行清洁的。
如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，用化学清洗的方法清洁第二管道系统20的步骤包括：酸洗，预定比例的酸液通过流体输送机械输送至第二管道系统20，对第二管道系统20进行酸洗。第二管道系统的直径较小，长度较短的分支管线，这些管线不容易使用清管器清洗，这时使用酸洗的方法去除第二管道系统20内的污物效果较好。在本实施例的技术方案中，酸洗的酸液为柠檬酸，柠檬酸可生物降解，易于生化处理，对环境危害较小。
如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，用化学清洗的方法清洁第二管道系统20的步骤还包括：将酸洗合格后的第二管道系统20进行钝化。在本实施例的技术方案中，柠檬酸漂洗后用双氧水钝化的方法能够对第二管道系统20的内壁进行钝化。这样第二管道系统20可以保持较长时间不会生锈。
在本实施例的技术方案中，清洁蒸汽管道的附属零部件及短管的步骤包括：根据蒸汽管道的附属零部件及短管的实际情况，采用浸泡的方法清洁、或者采用高压水枪清洁、或者直接采用蒸汽吹扫的方法进行清洁。上述的方法可以根据具体情况进行选择，这样使得清洁效果较好节省人力物力，例如，拆除下的阀门的内壁可以采用浸泡的方法清洗。浸泡的药液可以为“三合一”药液，即碱洗、酸洗和钝化通过浸泡一步完成的药液，主管道的旁通小直径的支路可以使用高压水或直接通过蒸汽吹扫的方法即可清洁干净。
通过实验证明，通过本实施例的技术方案进行清洁的蒸汽管道，一套蒸汽管道能够减少成百上千吨的废液的产生，减少了废液处理的负担和减低了施工成本。使用本实施例的技术方案清洁效果较好，通过实验证明，相同的蒸汽管道通过蒸汽吹扫需要数周时间，而采用本实施例的技术方案，蒸汽打靶几次就能够合格。
为了节省蒸汽管道清洁前拆除零部件的时间、节省临时配管的时间，减少拆装仪器仪表，蒸汽管道的清洁可以和蒸汽管道的设计、蒸汽管道的试压等工作综合考虑。管道清洁前的准备工作，还包括在设计蒸汽管道时，进行如下设计：蒸汽管道的输送总管设计为同一管径。输送总管的两端变径处为打压和清洗预留断口。在输送总管上的阀门采用清管器可无害通过的或可拆卸的阀门。在设计的时候进行如上述的考虑使得清洁管道时，施工周期较短、仪器仪表不容易损坏，清洁过程比较简单。当然，除了上述的内容外，在设计蒸汽管道时还应整体的进行如下设计：将蒸汽管道的输送总管设计成同一管径，将蒸汽供气支管和用户支管尽量设计的短一些，将输送总管两端的第一变径处预设为打压和清洗预留断口，断口长度以便于安装清管器的收发球筒为宜，没有变径时以管道上的同径盲端作为预留口。在蒸汽管道的蒸汽汇集区，将与蒸汽输送总管相连接的蒸汽供气支管在根部处预设为打压和清洗预留断口(这些蒸汽供气支管在断口以前的部风，同蒸汽发生器一起试压和洁净)。在蒸汽管道的蒸汽分配区，将与输送总管相连接的蒸汽用户支管在根部处预设为打压和清洗预留断口(当这些蒸汽用户支管路计划仅采用蒸汽、高压水或压缩空气来洁净时，该断口可不预设)。在蒸汽输送总管上设计积液器时，将积液器设计成与管道内圆面光滑过度。在蒸汽管道的输送总管上设计膨胀节时，选用清管器能够无害通过的种类。当蒸汽管道的输送总管上需要设计温度计时，尽量将温度计设计成套管可拆装式的，且其固定部分焊接物的设计插入深度不得超过母管内壁，或将温度计设计在靠近输送段两端变径的部分，待蒸汽管道的输送总管洁净完成后，再同变径部分一起复位到管道上，或者采用待蒸汽管道的输送总管洁净完成后再最后洁净安装温度计的方式，总之使其不能成为使用清管器进行清洗时的障碍。当蒸汽管道的输送总管上需要设计阀门时，尽量采用清管器能够无害通过的阀门，或使用法兰连接的阀门，在使用清管器进行清洗时，用法兰短节代替阀门；在使用清管器无法通过的焊接阀门时，尽量将这样的阀门设计到靠近蒸汽输送总管两端变径的部分，待蒸汽输送总管洁净完成后，再同变径部分一起清洗完复位到管道上。当蒸汽管道的输送总管上需要设计流量计时，使用法兰连接的流量计，在使用清管器进行清洗时，用法兰短节代替流量计，否则尽量将流量计设计到靠近输送段两端变径的部分，待蒸汽输送总管洁净完成后，再同变径部分一起复位到管道上。
蒸汽管道设计完毕，在蒸汽管道安装阶段，严格按照设计要求和安装规范进行管道安装，并确保安装完成的输送段能够满足使用清管器来进行清洗的条件。蒸汽管道在管道铺装前应检测并确保管道符合要求，安装后的管道内无焊条，砂轮片等异物。对接焊口内表面应齐平，错边量应符合设计安装要求，不超过壁厚的10％，且最大错边量应不大于2mm。疏放水、排气及仪表管等的插入开孔使用机械开孔，开孔后清理洁净，开孔部位的蒸汽管道内管壁光滑，插入开孔内的位置深度不得超过母管内壁。与蒸汽管道的输送总管相连，有预留断口的蒸汽供气或用户支线管道，从断口到蒸汽输送总管的管道(含三通管上的支管部分)在预制完成后，在正式安装前，应将这部分管道的内部进行彻底清洗，并作适当的保护，该部分管道安装好后应该做好隔离保护，减缓雨水和潮气侵蚀。蒸汽管道安装完成，压力试验前，将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、单向阀拆除或采取措施加以保护，拆除的阀门和流量计采用同样直径的法兰短节代替。
如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，管道清洁前的准备工作，还包括在蒸汽管道打压时，打压的临时配置的管道系统与清洁的管道系统相一致。这样可以节省施工工作量和工作时间，例如节省了打压管道的拆卸时间，和清洁管道的安装时间。此处相一致是指尽量减少重复工作，并不是指完全相同，例如打压的临时配置的管道系统可以包括分支管路，而用清管器清洁管道时可以用阀门或者盲板等把分支管路隔离开。
如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，将清洁完毕后的蒸汽管道进行检验，蒸汽管道检验合格后进行复位。将清洁完毕后的蒸汽管道进行检测包括：通过蒸汽进行管道的蒸汽打靶实验，在打靶实验时的方向为由蒸汽发生器30至蒸汽透平设备40的方向进行。通过蒸汽打靶实验能够检验蒸汽管道内的洁净程度，，保证透平设备的安全使用。
在蒸汽管道的输送总管安装打压完成后，蒸汽输送总管即可利用打压断口进行清管器洁净清洗，使用清管器夹带清洗液的方式来完成输送总管洁净清洗工作，蒸汽管道的输送总管上的没有参与洁净清洗的短节、管件在复位前、后进行单独的洁净，这些工作都完成后，输送总管就可进入下一步的调试工作。
对蒸汽管道的输送总管以外的蒸汽供气支管或以后的蒸汽用户支管等的管道，如果其管道直径单一，且直径仍然较大，长度很长，可仍然按照蒸汽总管的方法来处理，即采用清管器清洁的方法进行管道的清洁。
对于蒸汽供气支管不使用清管器进行洁净清洗的管道部分，由于管道直径较小，长度短，最好随同蒸汽发生器一起进行试压和洁净清洗。
对于蒸汽用户支管不使用清管器进行洁净的管道部分，由于管道直径较小，长度短，可根据情况同蒸汽输送总管一起进行试压或单独进行试压，然后用化学清洗、压缩空气吹扫、高压水清洗或直接用蒸汽吹扫的方法进行洁净清洗。
将因为水压试验和洁净而没安装的短节或管道组件进行单独的洁净清洗，将与蒸汽输送总管相连接的蒸汽支管的断口到蒸汽输送总管的管段再次进行复位前洁净，然后再将断口复位安装，这些断口的复位焊接要尽量保持管道内的洁净。
这样整个进蒸汽透平设备的蒸汽管道系统从头到尾都使用适宜的方法进行了彻底洁净清洗，最后将整个的蒸汽管道根据需要进行蒸汽吹扫打靶检查，打靶合格后将仪器仪表阀门流量计等进行恢复，蒸汽管道可正式投入正常运行。
本实施例的蒸汽管道的清洁方法避免了现有技术中提到的使用各种洁净方法的弱点，质量可靠，工期合理，废液少，综合成本低。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。