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我公司專業生產LNG燃氣設備,LNG撬裝設備,CNG減壓設備,低溫液體充裝設備,高低壓汽化器設備,LNG汽化器氣體調【穩】壓裝置,集中供氧,變壓吸附制氫、氮、氧裝置,各種氣體管道工程等100余種產品,產品規格超過2000多個。電話:0319-5187079 15832970207添加時間:2015-10-14

天然氣作為目前世界上的優質能源,在我國城市燃氣氣源的選擇中已被高度重視,大力推廣天然氣應用已成為我國的能源政策。但由于天然氣長距離管道輸送工程規模大、建設期長,難以滿足各城市對天然氣的迫切需求。而液化天然氣(LNG)能夠解決資源地域分布與市場需求之間的特殊矛盾,因此我國作出大規模引進液化天然氣以解決能源短缺問題的決策。可以預見,在未來1020年內,LNG在能源供應中的比例將迅速增加。

為了迎接LNG到來,一些城市加緊了LNG站的建設。由于LNG低溫、易燃的特點,在應用過程中涉及到一些新技術。

許多城市都是第一次應用LNG,在工程投運時難免遇到一些困難,需要采取一系列行之有效的措施來解決。為此,本文結合廣西南寧管道燃氣公司LNG氣化站工程實踐,就LNG氣化站投運前準備、設備和管道預冷、天然氣置換等方面的工作進行總結探討。

2、投運前準備

投運前準備工作可以分為成立組織機構、制定投運方案、投運前工程檢查、投運現場準備4部分內容。

2.1成立組織機構

總指揮:一般由有經驗的公司領導擔任。主要負責投運工作的全面領導、投運方案的審定、現場重大事務的決策及處理、現場領導工作。

工程檢查組:一般由工程管理部門、施工單位保障人員、關鍵設備技術人員組成。主要負責工程檢驗,投運前各設施儀表、閥門狀態等工藝檢查,投運過程中的工藝流程切換、檢查及核實,投運過程中工程維修。

安全技術保障組:一般由技術管理部門、安全管理部門、生產管理部門、政府消防管理部門人員組成。主要負責氣化站工程投運方案的編制,員工的工作培訓,氣化站投運前消防器材到位情況、設備接地情況、安全措施檢查,置換過程中消防準備、安全檢查,置換過程中突發泄漏、火災等事故的消防等工作。后勤保障組:一般由公司負責物資采購和后勤服務的部門組成。主要負責液體氮氣的落實,工作人員生活保障,新聞媒體的接待等。

組織機構成立后,應根據各自職責確定相關人員職責,制定各組工作程序、工作準則以及詳細工作實施計劃。各小組應加強方案和應急預案學習,做好投運前準備工作及置換過程中各小組職責范圍內工作。

2.2制定投運方案

投運方案重點確定以下5個方面的內容:

①確定工程投運范圍。一般主要包括氣化站工藝管道、卸車增壓器、儲罐增壓器、氣化器、LNG儲罐、BOG加熱器、EAG加熱器、調壓計量設備、出站燃氣管道[2]。

②確定投運時間。為了節省人力、物力,制定出每臺設備和每條管道的預冷、置換時間,繪制氣化站設備管道預冷、置換時間表。

③確定方案措施。根據預冷工藝流程圖,制定出包含每臺設備、每條管道在內的預冷方案,并且制定出相應的應急措施。

④確定操作人員。明確操作人員崗位,統一布置、統一指揮。尤其是操作人員要進行實際操作演練,一切要做到思想到位、人員到位、動作到位。

⑤制定應急預案。

2.3投運前工程檢查

①檢查設計漏項。結合現場實際情況,對設計施工圖進行最后一次的嚴格審查,查看是否有設計中的漏項,是否有需要補充的設計,是否有需要改進的設計。

②檢查工程完工手續。檢查安裝工程壓力管道檢驗證書;檢查消防安全檢驗合格證書;對于施工質量的內部檢查,要求查看安裝材料的質量證明書,焊接材料的質量證明書、檢焊接工藝評定及無損檢測報告、吹掃試壓報告。

③現場工藝設備檢查。檢查工藝管道在施工過程中是否與設計施工圖有出入;檢查各類設備、閥門及管道是否嚴格按照要求進行試壓,并驗證試壓記錄和檢查焊縫測試資料;檢查儲罐真空度;檢查設備是否按要求接地,并驗證接地電阻記錄;流程管道掛牌、流向標定。檢查各類閥門、閥件是否配備齊全,閥門開啟是否靈活、嚴密;檢查安全閥調校記錄,保證其啟跳靈活,回座嚴密無泄漏;檢查彎管質量證明文件;低溫壓力管道焊縫外觀檢驗。

④附屬工程檢查。現場通信具備通話條件;站內道路和裝置區地坪必須按設計要求建成,以利于各種車輛通行;各生產用儀表、檢查儀表校驗合格證安放校驗完畢,具備使用條件;加臭裝置安裝完成,經驗收合格,能投入使用;置換過程所需的檢測儀器(如便攜式可燃氣體監測儀、便攜式露點監測儀等)校驗合格,具備使用條件;生產及現場維修所需工具、設備按要求配備到位;供電設施按照要求安全齊備,處于隨時投運狀態;防雷、防靜電措施齊備;廠站應急照明措施完備;消防設施按要求配置到位并能正常運行。

以上檢查由專人負責,需認真作好記錄,發現的問題及時報告總指揮,由總指揮向相關單位發整改命令,限期整改,整改后須經檢查合格。

2.4投運現場準備

①施工器具撤離現場,站內場地清理干凈。

②站區內滅火器材按設計要求擺放,消防設施能夠正常運行并通過消防單項驗收。

③所需預冷、置換用介質按要求配置到位,具備使用條件。

④相關組織機構成立,人員到位,參加置換人員經過培訓、熟悉置換過程。

⑤生產管理、操作人員必須熟悉氣化站工藝流程、各設備操作方法,能熟練地對站內工藝設施進行操作。

⑥通信要保持暢通,能進行有效地調度。

⑦人員著裝、場地狀況、應急措施、救護條件、人員配備等情況符合要求。

3、設備、管道預冷

LNG氣化站設備、管道施工完成后,雖然儲罐及管道為不銹鋼材料,具有優異的低溫性能,但是由于LNG超低溫的特殊要求,設備及管道在溫度變化速率較大時,還存在熱應力過大而使材料或連接部位產生損壞的問題。這就要求低溫設備和管道在LNG進入前,先進行預冷操作,確保投運安全。經過預冷檢驗并調試合格后方可接收LNG。預冷過程也是對設備和液氮作為預冷介質。

3.1預冷目的

預冷主要是為了檢驗和測試低溫設備和管道的低溫性能,包括:檢驗加熱器低溫材料質量,檢驗低溫管道材料及焊接質量,檢驗管道收縮量和管托支撐的變化,檢驗低溫閥門的嚴密性,使儲罐達到工作狀態。

3.2預冷前準備工作

3.2.1預冷材料、工具

(1) 液氮:根據儲罐容積配備。

(2) 測氧儀:1臺。

(3) 真空計:1臺。

(4) 紅外線溫度計:1套。

(5) 便攜式可燃氣體報警儀:2臺。

(6) 露點儀:1臺。

(7) 銅制緊固工具、銅錘2套。

(8) 與液氮槽車卸車口連接的快裝接頭。

(9) 預冷工作人員專用的工作服、工作鞋、防凍手套若干套。

(10) 預冷過程記錄表格。

(11) 消防滅火器材若干。

3.2.2閥門開閉確認

①關閉所有閥門。

②打開所有壓力表根部閥門、安全閥根部閥門、一次儀表閥門。保持放空系統暢通。

③打開所有氣動閥門,保持緊急切斷閥打開。④所有預留管道用盲板封堵。

⑤在每次用軟管連接槽車與卸車口之前,需用常溫氮氣對卸車口相連管道進行吹掃。

⑥用軟管連接槽車與卸車口,進入準備狀態。

⑦將液氮槽車增壓到0.4MPa。

3.3安全檢查

①在現場預冷隔離區域樹立警告標志和警示彩帶,未經許可人員禁止入內。預冷開始前,在通往作業區的所有進口道路設置警示標志。

②所有現場預冷人員必須佩戴安全帽、防低溫手套,穿純棉工作服。

③各崗位人員在預冷過程中應堅守崗位,不得隨意串崗。

3.4預冷流程及步驟

預冷流程一般首先利用氣相氮氣對設備及管道進行初級預冷,然后用液相氮氣對設備及管道進行深度預冷。預冷流程見圖1。

一般預冷順序為:液氮槽車、卸車增壓器、氣相管道、進液管道、儲罐、出液管道、氣化器、BOG加熱器、EAG加熱器、儲罐增壓器。

①低溫氣相氮氣對系統進行預冷

將氮氣槽車氣相管與LNG氣相管連接,緩慢打開閥門將低溫氮氣引入氣相管道,通過BOG加熱器、計量橇后在放散塔放空。BOG加熱器和管道系統正常后,將低溫氣相氮氣接到進液管上,將氣相氮氣緩慢引入液相管和儲罐,觀察儲罐壓力,當壓力達到0.2MPa時,關閉下進液管閥門,保冷15min。打開溢流管閥門,使用露點儀檢測排出氣體露點。重復以上工作,直至露點低于-40℃。緩慢打開儲罐出液閥門,將儲罐內低溫氣相氮氣緩慢引入氣化器,通過計量橇后放空。氣化器預冷正常后再對EAG加熱器、儲罐增壓器、卸車增壓器、剩余管道進行預冷。檢查該步驟完成后,將本步驟已打開的所有閥門關閉,然后方可進行下一步驟。

②液氮預冷

氣相氮氣預冷后,系統溫度大約在-40℃左右。為使系統達到運行狀態,還必須再進行液態氮氣預冷,直至溫度降至-160℃。

將槽車液相管與進液管連接,然后緩慢打開儲罐上進液閥門,使槽車內的低溫氮氣進入儲罐內。在儲罐內液相氮氣迅速氣化,打開儲罐氣相管出口管道上的閥門,使氣化后的氮氣通過BOG管道和放散塔放散。及時測量儲罐溢流口處的氣體溫度,當儲罐內的溫度下降到-100℃以下,可以關閉儲罐上進液閥。此后由于儲罐和液氮間不斷地換熱,還會排放大量氣體。此時利用排放的氣體對管道進一步冷卻。打開下進液閥,觀察液位計,當液位計顯示約5m3

液位時,停止充裝。關閉下進液閥門,冷卻儲罐30min。當儲罐壓力穩定,氮氣氣化量極少的情況下,可以判定儲罐預冷基本完成。然后對氣化器進行預冷,打開氣化器后閥門、計量橇入口閥門、放空閥門。緩慢打開儲罐出液閥門,液氮進入氣化器,對氣化器進行預冷。觀察氣化器情況,檢查氣化器蛇管是否有泄漏。最后對其他設備和管道進行預冷。

當所有設備和管道經過液氮預冷后,整個預冷過程完成。

4、天然氣置換

4.1天然氣置換技術要求

(1)置換過程應保持連續平穩。

(2)置換不得在雷雨天及夜間進行。

(3)置換過程應在放空系統集中排放,不得使用閥門井放散管直接將混合氣體排至閥門井內。

(4)置換過程使用的工具必須是防爆型(或有安全防爆措施)。

(5)置換時應保證設備接地良好。

(6)放散點必須有專人負責,發現問題及時報告和處理。

(7)放散點周圍設置安全警戒線,要有專人負責,通氣置換合格后方可解除。

(8)作業人員必須熟悉、掌握作業方案,做到"流程清、置換凈、職責明"。

(9)置換過程中,置換警戒區內不得有明火,警戒區為氣化站周圍各50m范圍。

(10)置換過程中,置換警戒區內所有施工必須停止。

(11)置換前,在放散管道立管上安裝DN40mm取樣管,其上安裝DN40mm球閥。

4.2前期準備

①確保置換前關閉所有閥門。

②打開所有安全閥根部閥以及所有儀表根部閥,打開氣動緊急切斷閥。

③打開儲罐至計量橇之間的閥門,利用設備預冷時儲罐內儲存的液氮對儲罐后的低溫管道進行冷卻。

4.3氦氣放散

①依次打開管道手動放散閥、計量旁通路上切斷閥、調壓路上調壓器前后切斷閥、設備至放散塔之間的閥門。

②利用儲罐增壓器為儲罐進行增壓,并緩慢打開儲罐出液閥門,將儲罐中液氮進行氣化并放散,當液位計顯示為0后關閉液相出液閥門。

③打開儲罐氣相閥門進行氮氣放散,直到儲罐壓力降低至0.02MPa后關閉閥門。

④關閉所有閥門。4.4天然氣置換

①LNG槽車就位并接靜電接地線,接卸車金屬軟管。

②打開LNG槽車自增壓管道出口閥以及BOG管道閥門,為槽車進行增壓。③當槽車壓力達到0.6MPa時,打開槽車出液口閥門,并緩慢打開進液液相管道閥門,待液相管道結霜后全開閥門。緩慢打開儲罐下進液閥門。同時觀察儲罐壓力。

④當槽車LNG液位趨近于0,槽車壓力與儲罐壓力基本持平時,視為卸車完畢。關閉槽車出液閥。打開卸車增壓器中BOG管道,將槽車中約0.40~0.02MPa的剩余氣相氣體輸送到BOG總管中進行管道置換。

⑤打開儲罐增壓器,當儲罐壓力達到0.6MPa時,關閉儲罐增壓器。打開儲罐氣相管道放散,對氣相管道進行置換。置換完成后關閉氣相管道閥門。

⑥重新為儲罐增壓至0.6MPa,打開出液管閥門,對液相管道進行置換。

⑦打開管道出口處手動放散閥進行放散并檢測放散氣體中甲烷的濃度,直至合格后認為置換合格。

⑧打開調壓路上所有閥門,關閉調壓旁通路上閥門;打開計量路上計量儀表前后閥門,關閉計量旁通路上閥口確保出站總閥關閉。

⑨以上所有工作完成后,相關單位人員對置換資料成果整理及驗收,整個置換工作結束。

5、經驗和教訓

①液氮預冷是預冷環節中最為核心的部分,這個過程中會伴隨著劇烈的管道收縮和嘭嘭的響聲。由于劇烈的管道收縮,法蘭與設備連接處會產生局部氮氣泄漏現象。指揮人員應有充分的思想準備,指揮維修人員進行有序的維修。

②液氮開始進入儲罐時液氮的氣化率很高,產生的氣體使儲罐內壓力迅速上升,應密切注意壓力上升速度,控制液氮充裝速度,當壓力上升至0.45MPa時,打開BOG手動放空閥從而降低儲罐壓力。在儲罐進液態氮氣過程中觀察儲罐壓力,如果壓力上升至高于輸送壓力,或者接近儲罐安全閥放散壓力,必須用手動放空閥對儲罐泄壓,如果壓力繼續升高,需要中斷充裝使壓力下降。

③氣化器預冷過程中如果發現有局部嚴重凝霜,可能是氣化器有泄漏點,需立即關閉進液閥,對氣化器進行仔細檢查。

④管道、閥門在液氮預冷過程中如果發現有結冰現象,可能有漏氣點,需要仔細檢查。

⑤預冷過程中,一旦發生異常,首先關閉液氮卸車閥門。如果發生管道泄漏,應先停止充液,關閉儲罐的進出口閥門,關閉相應管段的閥門,然后人員應迅速撤離泄漏點周圍3m之外,以防凍傷,等待指令處理。若能將泄漏管段隔離,在總指揮批準的情況下,方可繼續其他管道和儲罐的預冷。

⑥在置換過程中特別要注意儲罐壓力不得低于0.05MPa,不得高于0.6MPa,否則必須重新為儲罐增壓或對儲罐進行放散。

⑦在進液過程中,如果儲罐出現異常,由總指揮召集設備供應商、現場指揮員、安全技術指導員、操作指揮員、協調員、施工負責人協商解決。

⑧要注意保證放散口周圍人員的呼吸安全。現場人員如果出現凍傷、碰傷等人身傷害事故,應立即就地簡單醫治后再視情況送往附近醫院救治。

一般1臺100m3的儲罐預冷約需2~3h,即使預冷完成,儲罐的上下部位、里外絕熱層還有較大的溫度梯度,需要利用儲罐間倒換液氮的方式進行進一步冷卻,確保儲罐整體進入工作狀態。

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