對LNG導壓管設計安裝的研究

龍偉

摘要：本文圍繞LNG工程中對壓力的測量，將對低溫液體壓力進行測量的具體原理提出來，并針對不同場合對導壓管具體的設計安裝提出要求，最后對其投產維護作了簡單探討。

關鍵詞：LNG；導壓管；設計安裝

對于LNG工程來說，其在很多地方都需要對壓力進行測量。比如對儲罐壓力以及管線壓力還有流量和儲罐液位。但是因為工程特殊性，壓力測量問題的解決是一個難點問題。對其壓力進行測量，最關鍵的是對導壓管進行設計和安裝。就目前情況來說，LNG工程在我國沒有太長的發展時間，一般都是參考國外的設計方案，但是經常因為沒有正確理解，導致設計安裝中出現各種問題。

1.設計安裝

1.1引壓閥的角度

過程管道內的殘液，尾氣或沉淀物等流入導壓管內是產生壓力測量誤差或堵塞的主要原因，要消除這些影響，引壓閥的方向常規做法如下：

過程流體是氣體時，引壓方向為垂直向上或垂直方向上方45度之內。

過程流體是液體時，引壓方向為水平方向或水平方向的下方45度之內。

過程流體是蒸氣時，引壓方向為水平方向或水平方向的上方45度之內。

但如果測量LNG的壓力，就不能按照上面的方法來設置。因為LNG的壓力測量是通過氣化(使液體變成氣體)來測量，這就需要稍作變通，引壓方向應為水平方向的上方5°～ 10°之內。這是為了能把LNG氣化后的氣體封住在導壓管里，又盡量避免導壓管里的液柱變化太大，影響測量準確性。

1.2引壓閥與變送器的相對位置

如果殘液或殘氣滯留在引壓管內，則需定期打開排液閥(或排氣閥)清除，由于該項工作會暫時給壓力表測量帶來影響，因此最好在配管時就做到，能使殘液或殘氣能自動回流到過程設備或管道中。常規做法如下：

過程流體是氣體，原則上變送器的位置高于引壓閥。

過程流體是液體，原則上變送器的位置低于引壓閥。

測量LNG壓力其實是測量氣化后的氣體壓力，變送器的位置應高于引壓閥。這樣避免液相流向壓力變送器，保證壓力變送器不要損壞。

1.3導壓管的走向

測量LNG壓力，導壓管從取壓口開始，應先水平走600mm以上，要有1:20坡度，然后再往上走一小段，往上走的距離盡量短。液態的天然氣從取壓口出來，吸收空氣的熱量，開始氣化，為了保證測量的準確，就必須使LNG在水平管段保持氣液兩相，液相不能上升到垂直管段，也不能退回到取壓口，否則由于液柱的存在，造成測量結果的偏移。水平管段的長度保證讓液態的LNG充分氣化，使其溫度升高到壓力變送器可以承受的溫度范用之內。為了讓LNG不能流向儀表端，水平管段要稍有一點坡度。但導壓管的傾斜角度要求比較嚴，不能太大，也不能太小。如果坡度太大，就會使液柱高度范圍變大，形成測量誤差。如果坡度太小，氣泡就容易向主管線里冒，就會造成熱交換加劇，產生大量的蒸發氣，而且測量值波動較大。根據工程經驗，坡度為1:50～1:100 之間比較合適。

1.4測量LNG儲罐的壓力

低溫的LNG儲罐需要測量罐內的壓力與大氣壓力的差壓，這個壓力非常小。用差壓變送器測量微壓時，低壓側的導壓管接口應聯通大氣壓，如果變送器的周圍有風，基準壓力有變化，測量壓力時會產生誤差。此時請把變送器置于箱內，或在低壓側配上導壓管，并將導壓管一端插進帶有底板的筒狀防風盒內。

1.5保冷材料的安裝

導壓管從取壓口開始，水平管段的前半段，需要做保冷，保冷長度約為300mm。發泡橡膠不透水，但要避免紫外線照射，因此不用做防潮層，只需做外護層。

1.6導壓管固定

導壓管較長時，應固定在支架上，以防止振動。

1.7導壓管的配管示例

（1）壓力變送器應低于取壓口。在LNG加注站用差壓方式測量儲罐的液位是發現這種情況。這樣低溫液體將直接進入儀表，在環境溫度下立即氣化，形成氣體，進入設備里。如此反復循環，一方面形成對流，不斷冒泡，致使儀表指示波動，測量不準確，出現假液位等，同時大量產生bog，另一方面儀表直接接觸低溫液體，容易發生脆裂，有泄漏的危險。

（2）沒有安裝泄壓閥。這樣維修儀表就較麻煩。

（3）導壓管過短，低溫介質來不及氣化。乙烯裝置低溫介質（主要指冷區、丙烯分餾塔和乙烯分餾塔以及各自的回流罐等）。常規裝置液位測量中，設備中的介質狀態和測量管路中的介質狀態是相同的，并且液位變送器的膜盒必須等于或低于設備下取壓口。導壓管從取壓口引出必須水平或向下，不能出現假液位。可是乙烯裝置低溫介質的液位測量有自己的特殊性。

低溫介質的液位測量如果按照常規液位測量設計和施工，但是在開車的過程中儀表就會出現液位測量不準確（主要現象：儀表剛投上開始，較為準確，隨著時間的增長8分鐘、10分鐘，液位指示值就與實際值相差20%-40%），最后經設計院和用戶專家研究，找出原因，就是儀表導壓管和變送器的安裝錯誤造成的。分析原因如下：

第一，介質進入導壓管后，由于外界溫度影響，介質溫度升高，開始汽化，但是汽化不充分，形成氣液兩相。

第二，由于導壓管向下，使得液體不能夠倒流入設備，導致導壓管內氣液相界面不穩定。

最后液位變送器的儀表導壓管全部進行修改，從一次閥后先向上傾斜，傾斜距離能夠滿足冷態介質能充分汽化，保證沒有汽化的液相能夠倒流入設備。修改后投用一次成功。

2.投產維護

考慮到LNG具有低溫特性，若是在導壓管中存在水分，就會使導壓管出現冰堵現象。所以當儀表導壓管在試壓工作完成之后，還要做好干燥處理，使用氮氣或者是儀表風對其進行吹掃，確保其干凈。

如果試壓合格，沒有漏，并不代表在投產之后不會出現泄露的現象，在投產之后，低溫介質流入，儀表管閥件就會出現溫度降低的現象，這時材料發生收縮現象，法蘭以及卡套接頭的地方就會出現松動現象，最終導致泄露現象的發生。冷緊是很重要的，在試車時，要由專人對儀表做好巡檢冷緊。

冷系統中的儀表在安裝時，使用的螺栓與墊片是嚴格按照相關溫度等級進行選定的，在具體的使用過程中，要按施工圖進行對號入座，避免出現代用現象。

3.結語

要想在LNG工程中，做好壓力測量工作，就要對工程特性以及壓力測量的具體原理進行理解，這樣才能將工作中的各種問題及時解決。

4.參考文獻

[1] 《自控安裝圖冊》 HG/T 21581-2010

[2] 《儀表配管配線設計規定》 HG/T20512-2000