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我公司专业生产LNG燃气设备,LNG撬装设备,CNG减压设备,低温液体充装设备,高低压汽化器设备,LNG汽化器气体调【稳】压装置,集中供氧,变压吸附制氢、氮、氧装置,各种气体管道工程等100余种产品,产品规格超过2000多个。电话:0319-5187079 15832970207添加时间:2015-10-14

天然气作为目前世界上的优质能源,在我国城市燃气气源的选择中已被高度重视,大力推广天然气应用已成为我国的能源政策。但由于天然气长距离管道输送工程规模大、建设期长,难以满足各城市对天然气的迫切需求。而液化天然气(LNG)能够解决资源地域分布与市场需求之间的特殊矛盾,因此我国作出大规模引进液化天然气以解决能源短缺问题的决策。可以预见,在未来1020年内,LNG在能源供应中的比例将迅速增加。

为了迎接LNG到来,一些城市加紧了LNG站的建设。由于LNG低温、易燃的特点,在应用过程中涉及到一些新技术。

许多城市都是第一次应用LNG,在工程投运时难免遇到一些困难,需要采取一系列行之有效的措施来解决。为此,本文结合广西南宁管道燃气公司LNG气化站工程实践,就LNG气化站投运前准备、设备和管道预冷、天然气置换等方面的工作进行总结探讨。

2、投运前准备

投运前准备工作可以分为成立组织机构、制定投运方案、投运前工程检查、投运现场准备4部分内容。

2.1成立组织机构

总指挥:一般由有经验的公司领导担任。主要负责投运工作的全面领导、投运方案的审定、现场重大事务的决策及处理、现场领导工作。

工程检查组:一般由工程管理部门、施工单位保障人员、关键设备技术人员组成。主要负责工程检验,投运前各设施仪表、阀门状态等工艺检查,投运过程中的工艺流程切换、检查及核实,投运过程中工程维修。

安全技术保障组:一般由技术管理部门、安全管理部门、生产管理部门、政府消防管理部门人员组成。主要负责气化站工程投运方案的编制,员工的工作培训,气化站投运前消防器材到位情况、设备接地情况、安全措施检查,置换过程中消防准备、安全检查,置换过程中突发泄漏、火灾等事故的消防等工作。后勤保障组:一般由公司负责物资采购和后勤服务的部门组成。主要负责液体氮气的落实,工作人员生活保障,新闻媒体的接待等。

组织机构成立后,应根据各自职责确定相关人员职责,制定各组工作程序、工作准则以及详细工作实施计划。各小组应加强方案和应急预案学习,做好投运前准备工作及置换过程中各小组职责范围内工作。

2.2制定投运方案

投运方案重点确定以下5个方面的内容:

①确定工程投运范围。一般主要包括气化站工艺管道、卸车增压器、储罐增压器、气化器、LNG储罐、BOG加热器、EAG加热器、调压计量设备、出站燃气管道[2]。

②确定投运时间。为了节省人力、物力,制定出每台设备和每条管道的预冷、置换时间,绘制气化站设备管道预冷、置换时间表。

③确定方案措施。根据预冷工艺流程图,制定出包含每台设备、每条管道在内的预冷方案,并且制定出相应的应急措施。

④确定操作人员。明确操作人员岗位,统一布置、统一指挥。尤其是操作人员要进行实际操作演练,一切要做到思想到位、人员到位、动作到位。

⑤制定应急预案。

2.3投运前工程检查

①检查设计漏项。结合现场实际情况,对设计施工图进行最后一次的严格审查,查看是否有设计中的漏项,是否有需要补充的设计,是否有需要改进的设计。

②检查工程完工手续。检查安装工程压力管道检验证书;检查消防安全检验合格证书;对于施工质量的内部检查,要求查看安装材料的质量证明书,焊接材料的质量证明书、检焊接工艺评定及无损检测报告、吹扫试压报告。

③现场工艺设备检查。检查工艺管道在施工过程中是否与设计施工图有出入;检查各类设备、阀门及管道是否严格按照要求进行试压,并验证试压记录和检查焊缝测试资料;检查储罐真空度;检查设备是否按要求接地,并验证接地电阻记录;流程管道挂牌、流向标定。检查各类阀门、阀件是否配备齐全,阀门开启是否灵活、严密;检查安全阀调校记录,保证其启跳灵活,回座严密无泄漏;检查弯管质量证明文件;低温压力管道焊缝外观检验。

④附属工程检查。现场通信具备通话条件;站内道路和装置区地坪必须按设计要求建成,以利于各种车辆通行;各生产用仪表、检查仪表校验合格证安放校验完毕,具备使用条件;加臭装置安装完成,经验收合格,能投入使用;置换过程所需的检测仪器(如便携式可燃气体监测仪、便携式露点监测仪等)校验合格,具备使用条件;生产及现场维修所需工具、设备按要求配备到位;供电设施按照要求安全齐备,处于随时投运状态;防雷、防静电措施齐备;厂站应急照明措施完备;消防设施按要求配置到位并能正常运行。

以上检查由专人负责,需认真作好记录,发现的问题及时报告总指挥,由总指挥向相关单位发整改命令,限期整改,整改后须经检查合格。

2.4投运现场准备

①施工器具撤离现场,站内场地清理干净。

②站区内灭火器材按设计要求摆放,消防设施能够正常运行并通过消防单项验收。

③所需预冷、置换用介质按要求配置到位,具备使用条件。

④相关组织机构成立,人员到位,参加置换人员经过培训、熟悉置换过程。

⑤生产管理、操作人员必须熟悉气化站工艺流程、各设备操作方法,能熟练地对站内工艺设施进行操作。

⑥通信要保持畅通,能进行有效地调度。

⑦人员着装、场地状况、应急措施、救护条件、人员配备等情况符合要求。

3、设备、管道预冷

LNG气化站设备、管道施工完成后,虽然储罐及管道为不锈钢材料,具有优异的低温性能,但是由于LNG超低温的特殊要求,设备及管道在温度变化速率较大时,还存在热应力过大而使材料或连接部位产生损坏的问题。这就要求低温设备和管道在LNG进入前,先进行预冷操作,确保投运安全。经过预冷检验并调试合格后方可接收LNG。预冷过程也是对设备和液氮作为预冷介质。

3.1预冷目的

预冷主要是为了检验和测试低温设备和管道的低温性能,包括:检验加热器低温材料质量,检验低温管道材料及焊接质量,检验管道收缩量和管托支撑的变化,检验低温阀门的严密性,使储罐达到工作状态。

3.2预冷前准备工作

3.2.1预冷材料、工具

(1) 液氮:根据储罐容积配备。

(2) 测氧仪:1台。

(3) 真空计:1台。

(4) 红外线温度计:1套。

(5) 便携式可燃气体报警仪:2台。

(6) 露点仪:1台。

(7) 铜制紧固工具、铜锤2套。

(8) 与液氮槽车卸车口连接的快装接头。

(9) 预冷工作人员专用的工作服、工作鞋、防冻手套若干套。

(10) 预冷过程记录表格。

(11) 消防灭火器材若干。

3.2.2阀门开闭确认

①关闭所有阀门。

②打开所有压力表根部阀门、安全阀根部阀门、一次仪表阀门。保持放空系统畅通。

③打开所有气动阀门,保持紧急切断阀打开。④所有预留管道用盲板封堵。

⑤在每次用软管连接槽车与卸车口之前,需用常温氮气对卸车口相连管道进行吹扫。

⑥用软管连接槽车与卸车口,进入准备状态。

⑦将液氮槽车增压到0.4MPa。

3.3安全检查

①在现场预冷隔离区域树立警告标志和警示彩带,未经许可人员禁止入内。预冷开始前,在通往作业区的所有进口道路设置警示标志。

②所有现场预冷人员必须佩戴安全帽、防低温手套,穿纯棉工作服。

③各岗位人员在预冷过程中应坚守岗位,不得随意串岗。

3.4预冷流程及步骤

预冷流程一般首先利用气相氮气对设备及管道进行初级预冷,然后用液相氮气对设备及管道进行深度预冷。预冷流程见图1。

一般预冷顺序为:液氮槽车、卸车增压器、气相管道、进液管道、储罐、出液管道、气化器、BOG加热器、EAG加热器、储罐增压器。

①低温气相氮气对系统进行预冷

将氮气槽车气相管与LNG气相管连接,缓慢打开阀门将低温氮气引入气相管道,通过BOG加热器、计量橇后在放散塔放空。BOG加热器和管道系统正常后,将低温气相氮气接到进液管上,将气相氮气缓慢引入液相管和储罐,观察储罐压力,当压力达到0.2MPa时,关闭下进液管阀门,保冷15min。打开溢流管阀门,使用露点仪检测排出气体露点。重复以上工作,直至露点低于-40℃。缓慢打开储罐出液阀门,将储罐内低温气相氮气缓慢引入气化器,通过计量橇后放空。气化器预冷正常后再对EAG加热器、储罐增压器、卸车增压器、剩余管道进行预冷。检查该步骤完成后,将本步骤已打开的所有阀门关闭,然后方可进行下一步骤。

②液氮预冷

气相氮气预冷后,系统温度大约在-40℃左右。为使系统达到运行状态,还必须再进行液态氮气预冷,直至温度降至-160℃。

将槽车液相管与进液管连接,然后缓慢打开储罐上进液阀门,使槽车内的低温氮气进入储罐内。在储罐内液相氮气迅速气化,打开储罐气相管出口管道上的阀门,使气化后的氮气通过BOG管道和放散塔放散。及时测量储罐溢流口处的气体温度,当储罐内的温度下降到-100℃以下,可以关闭储罐上进液阀。此后由于储罐和液氮间不断地换热,还会排放大量气体。此时利用排放的气体对管道进一步冷却。打开下进液阀,观察液位计,当液位计显示约5m3

液位时,停止充装。关闭下进液阀门,冷却储罐30min。当储罐压力稳定,氮气气化量极少的情况下,可以判定储罐预冷基本完成。然后对气化器进行预冷,打开气化器后阀门、计量橇入口阀门、放空阀门。缓慢打开储罐出液阀门,液氮进入气化器,对气化器进行预冷。观察气化器情况,检查气化器蛇管是否有泄漏。最后对其他设备和管道进行预冷。

当所有设备和管道经过液氮预冷后,整个预冷过程完成。

4、天然气置换

4.1天然气置换技术要求

(1)置换过程应保持连续平稳。

(2)置换不得在雷雨天及夜间进行。

(3)置换过程应在放空系统集中排放,不得使用阀门井放散管直接将混合气体排至阀门井内。

(4)置换过程使用的工具必须是防爆型(或有安全防爆措施)。

(5)置换时应保证设备接地良好。

(6)放散点必须有专人负责,发现问题及时报告和处理。

(7)放散点周围设置安全警戒线,要有专人负责,通气置换合格后方可解除。

(8)作业人员必须熟悉、掌握作业方案,做到"流程清、置换净、职责明"。

(9)置换过程中,置换警戒区内不得有明火,警戒区为气化站周围各50m范围。

(10)置换过程中,置换警戒区内所有施工必须停止。

(11)置换前,在放散管道立管上安装DN40mm取样管,其上安装DN40mm球阀。

4.2前期准备

①确保置换前关闭所有阀门。

②打开所有安全阀根部阀以及所有仪表根部阀,打开气动紧急切断阀。

③打开储罐至计量橇之间的阀门,利用设备预冷时储罐内储存的液氮对储罐后的低温管道进行冷却。

4.3氦气放散

①依次打开管道手动放散阀、计量旁通路上切断阀、调压路上调压器前后切断阀、设备至放散塔之间的阀门。

②利用储罐增压器为储罐进行增压,并缓慢打开储罐出液阀门,将储罐中液氮进行气化并放散,当液位计显示为0后关闭液相出液阀门。

③打开储罐气相阀门进行氮气放散,直到储罐压力降低至0.02MPa后关闭阀门。

④关闭所有阀门。4.4天然气置换

①LNG槽车就位并接静电接地线,接卸车金属软管。

②打开LNG槽车自增压管道出口阀以及BOG管道阀门,为槽车进行增压。③当槽车压力达到0.6MPa时,打开槽车出液口阀门,并缓慢打开进液液相管道阀门,待液相管道结霜后全开阀门。缓慢打开储罐下进液阀门。同时观察储罐压力。

④当槽车LNG液位趋近于0,槽车压力与储罐压力基本持平时,视为卸车完毕。关闭槽车出液阀。打开卸车增压器中BOG管道,将槽车中约0.40~0.02MPa的剩余气相气体输送到BOG总管中进行管道置换。

⑤打开储罐增压器,当储罐压力达到0.6MPa时,关闭储罐增压器。打开储罐气相管道放散,对气相管道进行置换。置换完成后关闭气相管道阀门。

⑥重新为储罐增压至0.6MPa,打开出液管阀门,对液相管道进行置换。

⑦打开管道出口处手动放散阀进行放散并检测放散气体中甲烷的浓度,直至合格后认为置换合格。

⑧打开调压路上所有阀门,关闭调压旁通路上阀门;打开计量路上计量仪表前后阀门,关闭计量旁通路上阀口确保出站总阀关闭。

⑨以上所有工作完成后,相关单位人员对置换资料成果整理及验收,整个置换工作结束。

5、经验和教训

①液氮预冷是预冷环节中最为核心的部分,这个过程中会伴随着剧烈的管道收缩和嘭嘭的响声。由于剧烈的管道收缩,法兰与设备连接处会产生局部氮气泄漏现象。指挥人员应有充分的思想准备,指挥维修人员进行有序的维修。

②液氮开始进入储罐时液氮的气化率很高,产生的气体使储罐内压力迅速上升,应密切注意压力上升速度,控制液氮充装速度,当压力上升至0.45MPa时,打开BOG手动放空阀从而降低储罐压力。在储罐进液态氮气过程中观察储罐压力,如果压力上升至高于输送压力,或者接近储罐安全阀放散压力,必须用手动放空阀对储罐泄压,如果压力继续升高,需要中断充装使压力下降。

③气化器预冷过程中如果发现有局部严重凝霜,可能是气化器有泄漏点,需立即关闭进液阀,对气化器进行仔细检查。

④管道、阀门在液氮预冷过程中如果发现有结冰现象,可能有漏气点,需要仔细检查。

⑤预冷过程中,一旦发生异常,首先关闭液氮卸车阀门。如果发生管道泄漏,应先停止充液,关闭储罐的进出口阀门,关闭相应管段的阀门,然后人员应迅速撤离泄漏点周围3m之外,以防冻伤,等待指令处理。若能将泄漏管段隔离,在总指挥批准的情况下,方可继续其他管道和储罐的预冷。

⑥在置换过程中特别要注意储罐压力不得低于0.05MPa,不得高于0.6MPa,否则必须重新为储罐增压或对储罐进行放散。

⑦在进液过程中,如果储罐出现异常,由总指挥召集设备供应商、现场指挥员、安全技术指导员、操作指挥员、协调员、施工负责人协商解决。

⑧要注意保证放散口周围人员的呼吸安全。现场人员如果出现冻伤、碰伤等人身伤害事故,应立即就地简单医治后再视情况送往附近医院救治。

一般1台100m3的储罐预冷约需2~3h,即使预冷完成,储罐的上下部位、里外绝热层还有较大的温度梯度,需要利用储罐间倒换液氮的方式进行进一步冷却,确保储罐整体进入工作状态。

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