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LNG低溫儲罐預冷方案


作者:山東中杰特種裝備股份有限公司 發布時間:2018-1-31 本文被閱讀 2128 次

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LNG氣化站及LNG低溫儲罐預冷方案

預冷的必要性

LNG氣化站內低溫管道和LNG低溫儲罐在正式進入低溫液體前,要首先進行充分的冷卻,即預冷過程。LNG低溫儲罐及管路采用奧氏體不銹鋼材料。奧氏體不銹鋼具有優異的低溫性能,但線膨脹系數較大。在LNG溫度條件下,不銹鋼收縮率約為千分之三,對于304材質管路,在工作溫度為-162℃時,100m管路大約收縮300mm。

LNG管路的收縮和補償是一個需要細心考慮的重要問題。兩個固定點之間,由于冷收縮產生的應力,可能遠遠超過材料的屈服點。特別是對于LNG儲罐內的管道要求更加嚴格,一旦出現問題,將會產生嚴重后果。在管路設計中已經考慮有效的措施來補償。在LNG設備和管路上,為了補償冷收縮,采用彎管補償。

雖然在設計時考慮了冷收縮的補償,但是在溫度變化速率較大時,還存在溫度變化過快、熱應力過大而使材料或連接部位產生損壞的問題。這就要求在低溫管道和設備進入低溫液體前,首先進行預冷操作,確保投運安全。

預冷目的

檢驗和測試低溫設備和管道的低溫性能,包括:
(1)檢驗低溫材料質量是否合格。
(2)檢驗焊接質量。
(3)檢驗管道冷縮量和管托支撐變化。
(4)檢驗低溫閥門的密封性。
(5)使儲罐達到工作狀態,測試儲罐真空性能。

預冷前的管道吹掃

1、預冷前管道吹掃的重要性   

預冷前的管道吹掃一定要干凈。如果吹掃不干凈,將會導致閥門凍結。由于低溫管道的閥門大多為焊接,法蘭很少,不利于管道吹掃。因此吹掃一定要采取措施,嚴格控制。
在氣密試驗前更換正式墊片。

2、管道吹掃原則

(1) 施工中實行分段吹掃,分段以焊接閥門為界,注意管道施工后要及時密封,防止雜物和雨水時進入。
(2) 為防止碳鋼管道內的鐵銹、焊渣進入低溫管道,碳鋼管道不能向低溫管道吹掃。   
(3) 不能向儲罐內吹掃,由罐內向外吹掃。
(4) 不能吹掃任何儀表設備。
(5) 由于要吹掃,在安裝時應當使用臨時墊片,在氣密試驗前更換正式墊片。
(6) 在吹掃時要適當敲擊管道表面和焊接部位。
(7) 施工單位應根據設計中的要求按本站工藝流程制定具體吹掃方案。

3、吹掃合格標準

氣流以20m/s速度吹向管道口附近放置的附有半濕白色毛巾的墊板,毛巾上無灰塵和雜質為合格。

預冷所需物資

(1)液氮。      
(2)便攜式測溫儀和便攜式可燃氣體報警儀 。
(3)銅制緊固工具及與液氮槽車卸車口連接的快裝接頭(一頭法蘭連接、一頭快裝接頭)。
(4)預冷人員所需防凍工作服、絕緣防凍膠鞋、防凍絕緣手套。
(5)預冷需要的手表和記錄表格,15min記錄一次。

預冷前準備工作

(1)檢查閥門,確認所有閥門處于關閉狀態。
(2)確認放空系統所有盲板拆除,放空系統暢通。
(3)打開所有安全閥根部閥。打開儲罐氣相放空根部閥。
(4)自動保護系統測試完好,全部投用。氮氣系統投用,緊急切斷閥全部打開。
(5)壓力表根部閥全部打開。儲罐液位計根部閥、氣液平衡閥打開。(如是蘭石組合壓差液位計將閥門開到中間狀態)
(6)用干燥氮氣置換管道內的空氣,防止預冷時閥門處有凝結水而凍住閥門。

預冷原則

預冷時儲罐和管道溫度要步降低,避免急冷,防止溫度驟降對設備和管件造成損傷。根椐有關的操作經驗,冷卻速率在50℃/h比較安全。

預冷主要步驟

1、先用低溫氮氣預冷
(1)檢查卸車軟管完好狀況,管內無雨水、垃圾等雜物。軟管連接到槽車上,并檢查連接是否牢固。
(2)將槽車壓力升高,打開槽車氣相閥門,檢查軟管連接處有無泄漏。
(3) 打開儲罐上部部進液閥向LNG儲罐內緩慢沖入低溫氮氣,待儲罐壓力上升至0.2MPa,關閉槽車氣相閥門,儲罐保冷15min后,打開儲罐氣相管路上手動放空閥排空氮氣。升降壓反復進行。
(4)判斷儲罐內部溫度,通過測滿閥放出氣體,用溫度計測定,至預期值時,氣體預冷工作完成。

2、液氮預冷
(1)將儲罐壓力放空至微正壓,關閉下部進液閥。關閉液位計平衡閥,投用液位計(如是蘭石組合壓差液位計將閥門開到底)。
(2)緩慢打開槽車液相閥至較小開度,緩慢關小槽車氣相閥,使液氮從儲罐上部進液少量??刂菩盾嚺_閥門開度,輕微開啟較小開度,使壓力保持在0.3MPa。儲罐壓力升高至0.2 MPa~0.3MPa,要及時關閉卸車臺閥門,打開儲罐氣相手動閥,放空泄壓。反復進行此操作。
(3)通過測滿閥放出氣體,測量溫度達到一定溫度,可慢慢打開LNG儲罐下部進液閥,上下同時進液。進液過程中要密切觀察記錄儲罐壓力,防止壓力升高。壓力升高要及時關閉下部進液閥。用手感覺儲罐外體溫度,確認儲罐無問題。
(4)儲罐的液位計達到一定值時(2~4m3液氮),進液結束。
(5)儲液任務完成后,關閉槽車液相閥門,打開槽車氣相閥門,向儲罐吹掃卸液管線。
(6)關閉槽車閥門及卸車臺卸液閥門,卸下軟管,注意輕拿輕放,人員要躲開。
(7)關閉儲罐氣相手動放空閥、儲罐下部進液閥。儲罐上部進液閥待卸車LNG管道恢復常溫后再關閉。
(8)利用儲罐內的液氮對增壓器、空溫式氣化器及其低溫管道進行預冷。

3、放空低溫氮氣的利用
液氮預冷時需要通過氣相管放空低溫氮氣。

預冷時安全注意事項

(1)在密閉空間內液氮吸收外部熱量將會導致壓力急劇上升,因此在操作中要注意閥門關閉順序,嚴禁出現低溫液體被封閉的狀況。
(2)注意檢查軟管連接處是否出現泄露,人員應遠離此處。
(3)注意觀察管道及儲罐壓力上升情況。
(4)注意檢查安全閥有無結霜情況。
(5)預冷時的檢查內容:
1)檢查低溫材料有沒有低溫開裂現象。
2)檢查低溫管道焊接部位有無裂紋,特別是法蘭焊接部位。
3)檢查管道冷縮量和管托支撐變化。
4)檢查低溫閥門的密封性和靈活性,檢查是否凍住。
5)檢查法蘭連接部位是否泄漏,螺栓是否因冷縮而使預緊力減小。
6)液氮在儲罐內放置2天~3天。觀察液位變化及壓力上升情況。并檢測儲罐預冷前后儲罐真空度的變化,對儲罐性能作出評價


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