天然氣管道干燥置換及氣密性運用分析

劉旺兵(海油粵東液化天然氣有限責任公司，廣東 揭陽 515200)

1 工程實例

粵東LNG 項目接收站工程，由于高壓系統嚴密性試驗取設計壓力存在較大風險，系統氣密試驗采用10%的氦氣(He)+90%的氮氣(N2)，試驗壓力0.6MPa(設計壓力小于0.6MPa的工藝管道仍按設計壓力)進行氣密性試驗。同時結合本項目特點，在系統干燥前對設備、管道分別進行初步氣密試驗，初步氣密試驗采用壓縮空氣，試驗壓力0.6MPa(設計壓力小于0.6MPa 的工藝管道按設計壓力)進行氣密試驗，以確保干燥系統封閉。待全場設備及管道干燥完成后，設備管道整體連通進行整體氣密試驗。系統氣密試驗采用10%的氦氣(He)+90%的氮氣(N2)試驗壓力0.6MPa(設計壓力小于0.6MPa 的工藝管道仍按設計壓力),用壓縮氣體進行氣密性試驗。

根據本項目特點，干燥分初步干燥和系統干燥兩個階段進行，其中在初步干燥中應對所有檢測點的露點檢測合格并確保管道和閥門不帶液，方可聯通系統進行總體干燥。

系統氣密試驗至試驗壓力時，經檢測氦氣與氮氣完全混合后進行保壓30min，然后進行全面檢查，對閥門填料函、法蘭及螺紋連接處、放空閥、排氣閥、排水閥等重點檢查，采用氦氣質譜儀進行漏點檢測。

2 干燥置換運用

2.1 系統干燥

按照項目實際情況，主要采用電加熱器、液氮汽化器聯合干燥處理模式。在實施初步干燥過程中，需要對檢測點展開露點檢測，在檢測合格之后，需要確認閥門以及管道是否存在帶液狀況，在確定不帶液之后，才可實施總體干燥。本工程系統干燥采用的是管線、設備整體干燥模式，因此并不需要設置臨時盲板，同時需要運用低溫軟管及法蘭展開汽化器、液氮罐連接，通過對無縫鋼管的運用做好加熱爐到汽化器間的銜接。

實施氮氣注入過程中，應保證每分鐘注入流量數值可以保持在一次干燥分路系統總容量的0.5 倍以上，且需要將進管氮氣溫度控制在55℃左右。運用反復間斷性吹掃模式，實施干燥處理，并要運用盲板對儲罐連接口與設備等連接處展開阻隔，以防出現吹掃水汽進入到儲罐或設備內部的狀況。

對于站場內較大的氣液聯動閥、手動球閥、電動球閥、單向閥、截止閥以及不能檢測的死角和未設排污點的閥門，干燥時要先經業主、監理和閥門廠家的批準，核查閥門密封件的耐溫值，干燥施工時用電熱帶對閥體進行纏繞加熱，同時再用高純氮氣反復進行吹掃。電熱帶對閥體的加熱溫度不能超過閥門密封件的耐溫溫度，檢測出口露點達到-20℃視為合格。

2.2 氮氣置換

實施注氮操作過程中，需要做好以下幾點：

(1)將預制好的注氮臨時管線，與選定注氮口或法蘭接頭連接在一起，開啟和法蘭連接控制閥。

(2)開啟液氮氣化機組，開啟注氮閥上控制閥。

(3)在置換過程中對管道壓力、注氮壓力以及累計流量等數據展開詳細記錄，并要按照累計流量數值，展開氮氣流速計算，確定注氮具體情況。

(4)在檢測點對排出氣體含氧量實施檢查，在三次檢測含氧量均沒有超過2%時，可以確定置換工藝符合相應標準要求，否則需要重新展開置換施工。

(5)實施氮氣置換過程中，需要從氮氣進氣起，對設備以及閥門等工藝管線內容展開逐一置換，直至各置換點合格之后，才可進入到后續流程中。

(6)對死角部位實施爆破置換處理，并在置換施工達到相應要求后，關閉工藝管線排污閥以及放空閥，對系統展開升壓處理，直到系統壓力達到相應標準數值要求為止。

一方面需要做好設備內部檢查，應保證在內部不會出現明水或雜物；另一方面運用閥門對設備口閥門管線展開切斷處理，并運用盲板阻隔設備口無閥門管線，做好標記，保證設備干燥程度，確保露點溫度能夠達到-40℃左右。同時充氮保護需要持續性開展，且要在干燥施工完成后，連接切斷管線，展開系統整體置換以及干燥處理。

2.3 工藝實施注意事項

在實施工藝過程中，需要做好以下幾點問題控制：

(1)設置警戒線以及警示標示，避免非作業人員進入到施工現場。

(2)嚴格遵照施工方案內容，展開工藝操作施工，防止出現違規操作行為，且在具體操作時，不可出現隨意敲擊或亂動管線、設備的狀況。

(3)加強對管線嚴密性檢查的關注力度，遵照液氮注入操作規則，逐一展開各項操作施工。

(4)在施工之前，確認風向，確保在出現泄漏問題時，人員可以快速向上風口方向進行撤離。

(5)人員在施工時需要穿戴專業防護用品，并要接受專業安全教育，以防出現人員傷亡事故。

3 氣密性試驗

3.1 試驗具體操作

初步氣密試驗時，應逐級緩慢升壓，當壓力升至試驗壓力的50%時，穩壓進行全面檢查，未發現異狀或泄漏，繼續按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩壓3min，直至試驗壓力。初步試驗壓力升至試驗壓力時，穩壓10min 后，進行全面檢查，對閥門填料函、法蘭及螺紋連接處、放空閥、排氣閥、排水閥等重點檢查，涂刷中性發泡劑進行檢驗，不泄漏為合格。

系統氣密試驗時，應逐級緩慢升壓，當壓力升至試驗壓力的50%(0.3MPa)時進行穩壓，用發泡水噴灑各檢測點進行全面檢查，未發現異狀或泄露時，暫停氮氣注入，啟動氦氣注入設備，依據《GB/T 14070—1993 氣體分析 校準用混合氣體的制備 壓力法》標準中的道爾頓分壓定律的原理進行配氣，用氦氣升壓0.06MPa，然后停止氦氣注入，繼續注入氮氣，按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩壓3min，直至試驗壓力。系統氣密試驗至試驗壓力時，經檢測氦氣與氮氣完全混合后進行保壓30min，然后進行全面檢查，對閥門填料函、法蘭及螺紋連接處、放空閥、排氣閥、排水閥等重點檢查，采用氦氣質譜儀進行漏點檢測。

在實施氣密試驗時需注意，系統氣密試驗和初步氣密試驗兩種試驗開展方式并不相同，兩者之間的差異，主要體現在兩個方面：第一，系統氣密試驗是針對設備管道整體的實驗檢驗，而初步實驗是對管道設備展開的分別氣密試驗；第二，兩種試驗介質并不同，運用沖氦檢漏技術實施檢驗，一旦發生泄漏，待使待定系統的本底值連續數天偏離正常水平，延長試驗時間和試驗次數，嚴重影響試驗的準確性。為了保證系統的氦氣本底值減少試驗次數，首先用空氣進行初步氣密試驗，這樣既節約了成本，又保證了試驗的準確性。

3.2 試驗質量控制措施

在實施試驗過程中，需要做好以下幾點控制：

(1)所有試驗操作需要按照相關規范逐步展開，不可隨意發生改動。

(2)構建責任部門負責試驗所有工作，保證工作穩步進行。

(3)做好安全防護措施，穿戴專業防護用品，禁止發生敲擊試驗容器設備等不當操作行為，嚴禁實施帶壓整改操作，且要在整改施工完成后，立即展開氣密檢測。

(4)按照全系統檢查需要，確定氣壓嚴密性停壓時間，通常建議停壓時間要保持在24h 以上，且要保證在此過程中不會出現降壓或泄露等問題。

4 結語

由于本次所論述案例，在施工工藝要求以及標準要求等方面，和其他工程均存在一定差異，所以在實施工藝應用過程中，技術人員需要按照天然氣管道施工具體情況，結合氮氣置換工藝特點，科學展開工藝應用，確保該項置換工藝可以在管道干燥處理以及置換操作中發揮出更大的作用，進而為天然氣安全、高質量運輸創造出更加有利的環境，以為天然氣運用提供可靠支持與保障。