LNG氣化站預(yù)冷技術(shù)探討

王宏

摘 要：預(yù)冷是LNG系統(tǒng)投用之前必須采取的一項措施，由于LNG的儲存溫度在-162℃，金屬儲罐和管道在溫度急劇下降時，將導(dǎo)致金屬短時間內(nèi)收縮量大，造成系統(tǒng)的損壞。本文闡述了LNG氣化站預(yù)冷的常用技術(shù)，為類似的工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：LNG；預(yù)冷；液氮；吹掃

LNG氣化站是下游應(yīng)用天然氣時采用的主要模式，一般通過槽車運輸?shù)姆绞剑瑢NG拉運至氣化站。氣化站主要作用是儲存、氣化、輸送LNG。常規(guī)的氣化站主要包括卸車臺、低溫儲罐、增壓系統(tǒng)、氣化系統(tǒng)及調(diào)壓、計量和加臭系統(tǒng)。

儲存和運輸LNG的儲罐和管道通常采用奧氏體不銹鋼材料，在管路設(shè)計時雖然考慮了有效的補償措施降低冷收縮量，但是在溫度降低較快時，仍然存在由于熱應(yīng)力過大而使材料或連接部件產(chǎn)生損壞的問題，因此需要在低溫液體進入系統(tǒng)之前，首先進行預(yù)冷操作，從而保證系統(tǒng)的投運安全。

一、預(yù)冷前管道吹掃

1 管道吹掃原則：

（1）碳鋼管道不能向低溫管道吹掃，防止管道內(nèi)的鐵銹和焊渣進入低溫管道；

（2）吹掃時應(yīng)由罐內(nèi)向外吹掃，不能向儲罐內(nèi)吹掃；

（3）吹掃時不能通過儀表設(shè)備，應(yīng)采用跨接方式；

（4）吹掃時敲擊管道表面和焊接部位；

（5）根據(jù)站內(nèi)工藝流程制定具體吹掃方案。

2 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(zhì)為合格。

二、預(yù)冷前準備工作

1物資準備：液氮、便攜式測溫儀和便攜式可燃氣體報警儀、銅制緊固工具及與液氮槽車卸車口連接的快裝接頭、預(yù)冷人員所需工作服、工作鞋、防凍手套、預(yù)冷所需要的手表和記錄表格。

2現(xiàn)場準備：

（1）檢查閥門，確認所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；

（2）確認放空系統(tǒng)所有盲板拆除、放空系統(tǒng)暢通；

（3）打開所有安全閥根部閥，打開降壓調(diào)節(jié)閥的前后閥。打開儲罐氣相放空根部閥；

（4）自動保護系統(tǒng)測試完好，全部投用。氮氣系統(tǒng)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、氣相平衡閥打開；

（6）用干燥氮氣置換管道內(nèi)的空氣，防止預(yù)冷時閥門處有凝結(jié)水而凍結(jié)閥門。

三、預(yù)冷原則

預(yù)冷時儲罐和管道溫度要逐步降低，避免急冷，防止溫度驟降對設(shè)備和管道造成損傷。根據(jù)操作經(jīng)驗，冷卻速度在50℃/h比較安全。

四、預(yù)冷主要步驟

1先用低溫氮氣預(yù)冷

（1）檢查卸車軟管完好狀況，管內(nèi)無積水、垃圾等。軟管牢固連接到槽車上；

（2）將槽車壓力升高，打開槽車氣相閥門，檢查軟管連接處不得有泄漏；

（3）向儲罐內(nèi)緩慢充入低溫氮氣，待儲罐壓力上升至0.2MPa，關(guān)閉卸車臺卸液閥門，儲罐保冷15min后，打開儲罐氣相手動放空閥，排空氮氣。升降壓反復(fù)進行；

（4）判斷儲罐內(nèi)部溫度，通過測滿閥放出液體，用溫度計測量，至預(yù)期值時，氣體預(yù)冷工作完成。

2液氮預(yù)冷

（1）將儲罐壓力放空至微正壓，關(guān)閉下部進液閥。關(guān)閉液位計平衡閥，投用液位計；

（2）緩慢打開槽車液相閥至較小開度，緩慢關(guān)小槽車氣相閥，使液氮從儲罐上部進液少量。控制卸車臺閥門開度，輕微開啟較小開度，使壓力保持在0.3MPa。儲罐壓力升高至0.2MPa～0.3MPa，要及時關(guān)閉卸車臺閥門，打開儲罐氣相手動放空泄壓。反復(fù)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，或液位計有液位指示，可慢慢打開儲罐下部進液緊急切斷閥前后閥，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(guān)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，進液結(jié)束。

（5）儲液任務(wù)完成后，關(guān)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(guān)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。關(guān)閉卸車臺閥門后應(yīng)將此閥與止回閥間液體放空。

（7）關(guān)閉儲罐氣相手動放空閥、儲罐下部進液緊急切斷閥前手閥。待卸車LNG管道恢復(fù)常溫后再關(guān)閉儲罐上部進液閥。

（8）利用儲罐內(nèi)的液氮對增壓器、空浴式氣化器及其低溫管道進行預(yù)冷。

3放空低溫氮氣的利用

液氮預(yù)冷時需要通過氣相管放空低溫氮氣，這些低溫氮氣可以通過與其他罐相連的氣相管道，對其他儲罐進行預(yù)冷，從而節(jié)約液氮。

五、預(yù)冷時安全注意事項

（1）在密閉空間內(nèi)液氮吸收外部熱量將會導(dǎo)致壓力急劇上升，因此在操作過程中要注意閥門關(guān)閉順序，嚴禁出現(xiàn)低溫液體被封閉的狀況；

（2）注意檢查軟管連接處，不得出現(xiàn)泄漏；

（3）注意觀察管道及儲罐壓力上升情況；

（4）注意檢查安全閥后有無結(jié)霜情況。

六、預(yù)冷時的檢查內(nèi)容

（1）檢查低溫材料有沒有低溫開裂現(xiàn)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(yù)緊力減小；

（6）液氮在儲罐內(nèi)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(yù)冷預(yù)冷前后儲罐真空度的變化，對儲罐性能做出評價。