[发明专利]一种管道系统微波快速吹扫法

说明书

技术领域

本发明属于石油化工管道的系统试车、吹扫技术领域，主要涉及管道内部的吹扫干燥技术。

背景技术

在化工、石油化工行业有很多管道系统严禁有残留水分，(如：天然气处理、天然气输送、空气分离、精密电子等等)，这些水分通常是吸附在管道内表面，即使是非常微量的水也能造成工艺故障，导致产品质量不合格，甚至引发重大的安全事故。微量水分就能带来一系列的不良后果，例如：加速管道设备的腐蚀、堵塞阀门、降低气体的输送效率、造成压缩机损坏等等。

按照规范要求，石油化工管道在施工结束后必须进行相应试验，用来检验管道的施工质量(主要是焊接质量)，水压试验是相对比较安全可靠的实验方法。实验结束后总有一些水残留在的管道内部；有些水分是吸附在管道内壁，有些是残留在管件的连接面之间，要想把这些水分全部排出是一件非常困难的事情，因此，吹扫是石油化工管道试车阶段必须的一个过程，对于有露点要求的管道系统来说，管道的干燥程度将直接决定将来能否正常生产、能否生产出合格产品。

传统的做法是利用液氮汽化成干燥氮气，把干燥氮气通入管道系统不停地吹，通常要消耗大量的氮气才能把管道内部干燥到合格程度。或者用露点很低的压缩机产生低露点空气，不停地吹扫管道内部，一般需要几十个小时。由于管道内残留的水非常微量，甚至是以分子的形态被吸附在管道内，它跟金属管道内壁的结合力非常强，要想把这些水分全部脱掉，需要相当长的时间，即便是用绝对干燥的空气也需要几十个小时，甚至更长时间。如果用液氮进行干燥，液氮的使用量很大，加上液氮气化后温度较低，降低了水的汽化能力，长时间干燥是无法避免的。

因此，能否研发出一种快速干燥管道的方法，在石油化工领域有着非常重要的现实意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种对露点要求较高的石油化工管道系统进行快速吹扫的方法，能够缩短工期、节省能源、降低施工成本、提高干燥效果。

技术方案：微波是频率非常高的电磁波，它的频率范围目前尚无明确规定，通常将频率为300MHz～30GHz的电磁波称作微波。目前使用最为广泛的微波源为2450MHz和915MHz，其对应的波长为12.2公分和33公分。

微波的加热原理和传统的电加热、远红外加热等有很大区别；其中最明显的一个特征就是微波加热有很强的选择性，首先选择介电常数较大的物质加热，水的介电常数80多，水在微波场中很容易被加热；常见的玻璃、陶瓷、塑料等材料介电常数一般介于1-4之间，这些材料对微波不敏感，一般不容易被加热。

具体的，本发明所提供的管道系统微波快速吹扫法，通过微波馈入装置将微波馈入金属管道内部，并在管道内增设短路孔板，使得管道内部的空腔形成微波谐振腔；残留在法兰连接面之间的水以及管壁吸附的水在微波作用下迅速汽化，然后通过干燥气体将已经汽化的水分带出。

所述的管道为金属管道，可以是不锈钢管道、碳钢管道、各种合金钢管道等等。由于管路系统中的微量水分被吸附在管壁，或残留在法兰与垫片之间的间隙内，这些水分跟管壁的结合力都非常强，吹扫干燥的速度实际上取决于这些水分向干燥空气(或氮气)的扩散速度。微波导入管道系统之后，整个管道系统就形成了一个细长谐振腔。由于水的介电常数很高(常温下相对介电常数约84)，水分子是极性分子，在微波作用下极易获得能量，动能增大，随之加速运动，并摆脱了管道内壁对它的吸附力。快速大量的水分子很快就扩散到管道内部空间，并被吹扫气流带出管道系统，从而达到干燥的目的。

由于化工管道的特殊性，其管壁经常会有铁锈，甚至化工原料的残留，这使得管道内壁并不光滑，一些残留的水分吸附在其上，极难处理。尤其是，位于法兰连接面的水分，由于其位置的特殊性，采用传统的吹扫方法，几乎无法处理，或者需要长达十几天的时间消耗大量的资源和能量才能处理完毕。为了能够有效的去除这些微量的、难以处理的水分，本发明采用的技术方案是：

当所述的管道系统中法兰处的垫片为非金属垫片时，增设屏蔽部件；当垫片为金属垫片时，不增设屏蔽部件。

所述的屏蔽部件为金属屏蔽圈，增设于法兰片的缝隙处。所述的屏蔽部件为金属屏蔽罩，增设于法兰片的外围。在需要时，将位于金属屏蔽罩内的螺栓拆卸。

要利用微波去除管道中的水分的首要任务就是要把微波导入管道系统中，微波不像光、气体一样可以随意在管道中穿行，微波要在管道中传输必须具备一定的条件。