某LNG 接收站工藝管道干燥施工質量控制

王曉寧 申云青

中海油石化工程有限公司 山東濟南 250101

某LNG 接收站二期工程工藝管道材質以304/ 304L不銹鋼材質為主，總長度約為13000m，尺寸規格在0.5" ～42" 之 間，LNG 管 道 操 作 溫 度 均 在- 130 ～- 160℃之間，最高操作壓力達到7.4MPa，設計壓力11.6MPa；接收站工藝管道區域主要包含5# 管廊、工藝區管廊、高壓泵區、IFV 區、計量撬區，尤其是與工藝區管廊相連的IFV 區和高壓泵區的管道，管段多、高差大、閥門多，且同時與高壓泵及氣化器等設備相連難以斷開，這些都大大增加了干燥的施工難度。

LNG 管道內有水會導致管道內壁和附屬設備的腐蝕，降低天然氣的質量，而且在一定壓力、溫度作用下還會形成水合物[1]，嚴重影響天然氣管道的安全平穩運行。若干燥不徹底，在試運行階段經常出現冰堵或閥門卡澀現象。在運行過程中處理冰堵或閥門卡澀等問題，不僅耗費人力、物力、財力，處理過程煩瑣，具有危險性。

為保證后期工藝管道運行過程中不出現或者極少出現上述冰堵或閥門卡澀等問題，需要采取一系列措施。

1 影響因素分析

某LNG 二期工程項目設計文件要求天然氣管道露點低于- 40℃。目前國內外常用的干燥方法有干空氣干燥法、真空干燥法以及氮氣干燥法等[2]。考慮完全用干燥氮氣干燥比較適用于小管徑、距離短的管道，對于長距離或者閥門較多管道效果不佳，同時站場管道干燥氮氣的用量大，制取氮氣的經濟性及效率等因素。某LNG 接收站二期項目在預試車階段采用的是干空氣與低露點氮氣相結合的干燥置換方式，不僅可以節約成本，而且能加快干燥速度，后期完全采用氮氣吹掃惰化。

干燥設備由施工單位向設備租賃公司租賃，租賃干燥設備參數見表1。

表1 干燥設備參數表

為保證本項目LNG 工藝管道的干燥質量，避免出現由干燥不徹底導致后期運行過程中的冰堵及閥門卡澀等問題，通過調查過去工程實例及查閱相關資料，分析設計圖紙及施工規范，找出影響LNG 工藝管道干燥質量的主要因素。通過調查發現影響LNG 工藝管道干燥質量的主要因素有：

（1）干空氣的初始露點。即從干燥設備出口或者進入工藝管道的進口處干空氣露點。理論而言，空氣越干，干燥時間就會越短，但是當露點的溫度低于- 50℃時，提高干燥的效率幅度是降低的，且制取成本提高。一般采用- 50～- 40℃干空氣。

（2）管道所處環境溫度。管道所處環境溫度越高，水分蒸發的越快；干空氣的吸附水能力越強，干燥效果越佳[3]。

（3）管道內的殘留水分的位置及殘留量。分布越均勻，殘留的水量越少，干燥時間就越短。根據以往實例，像閥門位置尤其是球閥的閥芯與閥腔內水分是最難清除的，也是在試運行中容易造成閥門卡澀的關鍵點。

（4）干空氣的流速。理論上流速越大，干燥時間越短，但是流速控制在5～10m/ s 時，干燥效果最佳，再增加流速會大幅提高成本，且效果并不會太明顯。

（5）干燥測量儀器。由于管道干燥過程中需要進行測量的位置點多且量大，露點儀要在校驗有效期內，并且至少準備兩臺，在測量過程中還要經常進行露點儀的對比測量，如出現對同一點的測量值相差較大的情況，就需要對露點儀重新進行校驗或者更換。

（6）施工人員對干燥流程的熟悉度。施工人員不熟悉工藝流程，責任心不強，質量意識薄弱，施工管理人員對施工工人技術交底不清等。

2 措施制定

結合現場具體情況，為克服影響某LNG 接收站工藝管道干燥施工質量的各種因素，保證施工質量達到設計和規范要求，從人、機、料、法、環五個方面采取控制措施：

2.1 人

對施工人員進行教育培訓，實行質量優劣與經濟效益掛鉤的管理制度，同時嚴格按照ITP 對各工序進行質量驗收，打消施工人員的僥幸心理。合理規劃施工人員作業時間，不拖班，不延誤；管理人員加強作業期間的監督管理和檢查，對不能勝任者及時更換。

2.2 機

檢查設備進場報驗資料，檢查設備實體質量，要求施工單位增加一臺露點儀，或者向生產單位借用加強設備巡檢，定期對設備進行保養，發生故障及時安排處理。

2.3 料

施工人員每天定時檢查設備出口的露點，管理人員每天加強對初始露點巡檢及抽測檢查次數。對干燥流程進行圖紙化標注，由設計人員現場進行干燥流程的指導，針對流程問題現場解決。

2.4 法

在干燥過程中使球閥閥腔處排污口打開，閥門半開狀態下將水排凈，且需要反復進行操作直至露點合格。

2.5 環

實時觀測天氣情況及天氣預報，針對惡劣天氣暫停施工，一般天氣加強露點檢測和提高初始露點。

3 組織實施

（1）提高全員質量意識教育和技術素質，質量保證體系正常運轉，LNG 管道干燥施工難度大、要求高，提高施工人員質量意識，嚴格選擇經驗豐富、技術水平較高的施工班組，認真執行質量三檢一評制度，對不合格的施工部分一律不準驗收；落實好質量懲罰制度，完善獎罰措施，與經濟利益掛鉤，加強一線施工作業人員管理。

（2）建立管理人員的崗位職責，特別是技術員和質檢員。施工前，項目技術負責人指導施工員編寫作業指導書，向作業班組進行詳細的技術交底，并落實到每個人；質檢員在施工過程中組織施工單位質量人員進行工程質量抽檢、聯檢、巡檢，參與不合格工序的控制、分析和處理，并檢查落實糾正和預防措施及整改情況，對工程技術質量資料進行監管、檢查和收集整理，做到工程技術質量資料與工程施工工序同步，及時處理現場出現的質量問題。

（3）工藝管道開始干燥前將發電機、空壓機、干燥器、制氮機及露點儀以及相關的施工機具準備到位，由施工管理人員和安全管理人員共同對這些機具提前一天進行準備和驗收，包括發電機所用燃料柴油等，以保證施工作業的連續性和施工質量。

（4）管道干燥的前置工作是管道吹掃，必須在組織各方進行管道吹掃驗收合格后才可進入干燥工序。LNG 管道干燥施工是分區域和分系統進行的，本項目根據現場施工進度，先進行儲罐區的工藝管線的干燥，再進行接收站站內的管線干燥。

（5）提前關注天氣情況，盡量避免在惡劣天氣尤其是濕度較大的大雨天施工，對于一般天氣情況，做好發電機、空壓機、干燥器、制氮機及露點儀的防水措施，如搭設防雨布或者臨時搭設防雨罩等。在一般陰雨天氣下干燥，干燥設備的初始露點盡量比平時降低5℃左右，并且建議不在陰雨天進行干燥驗收。

（6）以主管廊干管為干燥起點，先干燥管廊上的主管，再干燥各支線，最后干燥設備。以本工程工藝區主管廊上的低壓外輸管線（即高壓泵進口管道：一期起點- 工藝區管廊- 高壓泵- 高壓泵設備）為例：

根據現場施工安排將干燥氣源接入主干管，關閉到各支線的第一道閥，打開低壓外輸管線主干管中部、末端及第一道閥前的所有導淋，持續干燥吹掃，干燥過程中定時測量各導淋點的露點，導淋處露點合格一個關閉一個，待所有導淋處均合格后，靜置24h（關于靜置時間的要求根據各項目要求，一般以24h 為節點）后再進行露點測量，不合格的導淋處打開閥門繼續進行干燥，如此反復，直到所有導淋在靜置24h 后測露點依然合格為止。

主管露點合格后，以主管作為儲氣罐，打開支路上的第一道閥門，開始分支管線的干燥工作。同樣以低壓外輸管線為例，本項目中共計6 臺高壓泵即6 條支線，結合氣體的流速和施工進度要求決定分支管線的干燥數量，本項目同時干燥2 條支線，待合格后轉到下一條支線，以此類推，待所有支線均合格后，靜置24h，測露點合格后組織各方驗收。

關于支線閥門干燥的注意事項：球閥干燥過程中，打開球閥的排污口，球閥處于半開狀態，在干燥過程中，還要考慮定時將球閥進行重復開關動作，直至露點合格；若根據工藝要求球閥只能全開或者全關，那就只能在管線持續干燥過程中對閥門進行間斷性重復開關動作，以達到露點要求；對于支線中有止回閥的管線，以順著止回閥的流向（也即與工藝介質流向同向）進行干燥吹掃。本項目中氣化器區域由于干燥流程的設置難以進行止回閥的干燥，采用的方法是將止回閥閥芯拆掉，暫時回裝閥蓋，待露點合格后再裝回閥芯。

（7）以高壓泵為例，與高壓泵相連的所有管線露點均合格后，關閉與高壓泵相連的其它管路，打開其中一路管線進氣，從高壓泵底部排液管進行排氣（氣源高進低出），通過憋壓的方式排出高壓泵最低處的水分。為保證設備干燥的效率，干燥的前置工作試完壓排水及吹掃時一定要將設備與管線斷開，避免將水帶入設備；在對設備進行干燥過程中，高壓泵G、H 和氣化器G 均從底部排液管排出成股的水流，經過調查及分析，因管道試壓后排水時未對設備口進行封堵，導致部分水進入設備內部，管道吹掃設備不參與，在干燥過程中發現設備底部排出水。

（8）干燥施工的驗收工具為露點儀，因不同廠家的露點儀測量的誤差不同，最大的相差能達到10℃左右，故本項目采用的是由同一廠家生產的且在校驗有效期內的露點儀，避免了測量過程中誤差偏大導致各方驗收的意見不一致，每次露點儀使用前先抽測幾個點進行對比分析。

（9）在進行管道系統干燥前，先由設計代表到現場進行干燥流程的檢查確認；干燥過程中對長時間未達到- 40℃以下的點與現場施工人員共同探討分析，站在設計角度提出相關的處理建議。

4 效果檢查

已完成的罐區及接收站內所有測點的露點均達到- 40℃以下，符合設計及規范的要求，為某LNG 接收站工程項目的投產奠定了堅實的基礎。

5 結語

分區域逐系統進行管道的干燥施工，針對干燥吹掃過程中遇到的問題及時分析、解決、總結、應用，在下一個工藝系統干燥過程中時刻關注重點和難點，出現類似問題及時解決。通過本項目逐系統進行干燥吹掃，鞏固加強了干燥施工的施工工序和質量關鍵點的了解程度，保證了項目預冷試車投產按進度計劃進行。