液化天然氣（LNG）氣化站投運(yùn)前預(yù)冷實(shí)踐總結(jié)

液化天然氣（LNG），是天然氣的液態(tài)形式。通常狀態(tài)下液化天然氣（LNG）多儲(chǔ)存在溫度為112K、壓力為0.1Mpa左右的低溫儲(chǔ)罐內(nèi)，1m3LNG可氣化600多倍體積的標(biāo)態(tài)天然氣，體積能量密度為汽油的72%，十分有利于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和儲(chǔ)存，可以滿足遠(yuǎn)離氣源地區(qū)的用氣需求。另外，LNG也廣泛應(yīng)用于城市燃?xì)獾恼{(diào)峰，可及時(shí)有效的緩解高峰用氣的緊張局面。近幾年由于LNG自身的諸多優(yōu)勢(shì)得到快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。對(duì)于新建的LNG氣化站，由于LNG低溫、易燃易爆，在投產(chǎn)運(yùn)行前，預(yù)冷是一項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，正確的預(yù)冷技術(shù)是安全運(yùn)行的重要保障。在進(jìn)入低溫管道和設(shè)備前站內(nèi)低溫設(shè)施需要作好提前冷卻和各種檢驗(yàn)工作，提前發(fā)現(xiàn)問題，解決存在隱患，確保投產(chǎn)安全。本人全程參與了多座LNG應(yīng)急調(diào)峰氣化站預(yù)冷實(shí)踐，現(xiàn)作一整理、總結(jié)。

1 預(yù)冷的必要性

LNG氣化站內(nèi)低溫管道和低溫儲(chǔ)罐在正式進(jìn)入低溫液體前，預(yù)先要進(jìn)行充分的冷卻，即預(yù)冷過程。LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐及管路一般采用奧氏體不銹鋼材料，其具有優(yōu)良的低溫性能，但線膨脹系數(shù)較大，在LNG的溫度下，不銹鋼收縮率約為3‰，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要采取措施防止出現(xiàn)冷縮引起的破壞。因此，在工藝管道和設(shè)備輸入LNG前，必須進(jìn)行一次正確的預(yù)冷，以確保投運(yùn)安全。

2 預(yù)冷的目的

檢驗(yàn)和測(cè)試低溫設(shè)備和管道的低溫性能，檢驗(yàn)LNG卸液、儲(chǔ)存、氣化系統(tǒng)的低溫設(shè)備、管道、閥門、儀表等是否滿足設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與規(guī)范的要求。包括：

（1）檢驗(yàn)低溫金屬材料質(zhì)量是否合格；

（2）檢驗(yàn)焊接質(zhì)量；

（3）檢驗(yàn)管道冷縮量和管托支撐變化；

（4）檢驗(yàn)低溫閥門的密封性；

（5）使儲(chǔ)罐達(dá)到工作狀態(tài)，測(cè)試儲(chǔ)罐真空性能。

3 預(yù)冷原則

預(yù)冷時(shí)儲(chǔ)罐和管道溫度要逐步降低，避免急冷，防止溫度驟降對(duì)設(shè)備和管件造成損傷。根據(jù)有關(guān)的操作經(jīng)驗(yàn)，冷卻速率控制在50℃/h比較安全。

4預(yù)冷前的管道吹掃

4.1預(yù)冷前管道吹掃的重要性。

預(yù)冷前的管道吹掃一定要干凈徹底。如果吹掃不干凈，將會(huì)導(dǎo)致閥門凍堵。由于低溫管道的閥門大多承插焊接，法蘭連接少，不利于管道吹掃。因此吹掃一定要干凈徹底。

4.2管道吹掃原則

4.2.1施工中實(shí)行分段吹掃，分段以焊接閥門為界，注意管道施工后要及時(shí)密封。

4.2.2為防止碳鋼管道內(nèi)的鐵銹、焊渣進(jìn)入低溫管道，碳鋼管道不能向低溫管道方向吹掃。

4.2.3不能向儲(chǔ)罐內(nèi)吹掃，由罐內(nèi)向外吹掃。

4.2.4不能吹掃任何儀表設(shè)備。

4.2.5由于要吹掃，在安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)使用臨時(shí)墊片，在氣密前更換正式墊片。

4.2.6在吹掃時(shí)要敲擊管道表面和焊接部位，將粘連管內(nèi)壁的雜質(zhì)通過吹掃一并清除。

4.2.6根據(jù)項(xiàng)目站具體的工藝流程制定具體詳細(xì)的吹掃方案。

4.3吹掃合格標(biāo)準(zhǔn)。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。

5 預(yù)冷前準(zhǔn)備工作

5.1檢查閥門，確認(rèn)所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。

5.2確認(rèn)放空系統(tǒng)所有盲板是否拆除，保持安全閥放空系統(tǒng)暢通。

5.3打開所有安全閥根部閥，打開兩個(gè)升、降壓調(diào)節(jié)閥的前后閥。打開儲(chǔ)罐氣相放空根部閥。

5.4自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)測(cè)試完好，全部投用。氮?dú)鈨x表風(fēng)投用，緊急切斷閥控制系統(tǒng)全部打開。

5.5 壓力表根部閥全部打開。儲(chǔ)罐液位計(jì)根部閥、氣液平衡閥打開。

5.6用干燥氮?dú)庵脫Q管道內(nèi)的空氣，要將管內(nèi)空氣置換徹底，防止閥門凍住。

6 預(yù)冷主要步驟

6.1先用低溫氮?dú)忸A(yù)冷

6.1.1檢查卸車軟管完好狀況，管內(nèi)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。

6.1.2 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。

6.1.3 向LNG儲(chǔ)罐內(nèi)緩慢沖入低溫氮?dú)?，待LNG儲(chǔ)罐壓力上升至0.2MPa后，關(guān)閉卸車臺(tái)卸液閥門，儲(chǔ)罐保冷15分鐘后，打開儲(chǔ)罐氣相手動(dòng)放空閥，排空氮?dú)?。升降壓反?fù)進(jìn)行。

6.1.4判斷儲(chǔ)罐內(nèi)部溫度，通過測(cè)滿閥放出氣體，用溫度計(jì)及便攜式可燃?xì)怏w報(bào)警儀測(cè)定，至預(yù)期值時(shí)，氣體預(yù)冷工作完成。

6.2液氮預(yù)冷

6.2.1將儲(chǔ)罐壓力放空至微正壓，關(guān)閉底進(jìn)液閥。關(guān)閉液位計(jì)平衡閥，投用液位計(jì)。

6.2.2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(chǔ)罐頂進(jìn)液少量。控制卸車臺(tái)閥門開度，輕微開啟較小開度，使壓力保持在 0.3MPa。儲(chǔ)罐壓力升高至0.2～0.3Mpa，要及時(shí)關(guān)閉卸車臺(tái)閥門，打開儲(chǔ)罐氣相手動(dòng)放空泄壓。反復(fù)進(jìn)行此操作。

6.2.3通過測(cè)滿閥放出氣體，測(cè)量溫度達(dá)到一定溫度，或液位計(jì)有液位指示，可慢慢打開儲(chǔ)罐底進(jìn)液緊急切斷閥前后閥，上下同時(shí)進(jìn)液。進(jìn)液過程中要密切觀察記錄儲(chǔ)罐壓力，防止壓力升高。壓力升高要及時(shí)關(guān)閉下部進(jìn)液閥。用手感覺儲(chǔ)罐外體溫度，確認(rèn)儲(chǔ)罐無問題。

6.2.4 儲(chǔ)罐的液位計(jì)達(dá)到一定值時(shí)，進(jìn)液結(jié)束。

6.2.5儲(chǔ)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(chǔ)罐吹掃卸液管線，并且打開BOG管線閥門對(duì)卸車臺(tái)至氣化器之間BOG管線進(jìn)行冷氮?dú)忸A(yù)冷。

6.2.6關(guān)閉槽車閥門及卸車臺(tái)卸液閥門，卸下軟管， 注意輕拿輕放，人員要保持一定安全距離。關(guān)閉卸車臺(tái)閥門后應(yīng)將此閥與止回閥間液體放空。

6.2.7 關(guān)閉儲(chǔ)罐氣相手動(dòng)放空閥、儲(chǔ)罐底進(jìn)液緊急切斷閥前手閥。儲(chǔ)罐頂進(jìn)液閥待LNG卸車管道恢復(fù)常溫后再關(guān)閉。

6.2.8 利用儲(chǔ)罐內(nèi)的液氮對(duì)儲(chǔ)罐增壓器、卸車增壓器、主氣化器及其低溫管道進(jìn)行預(yù)冷，利用儲(chǔ)罐氣相管對(duì)儲(chǔ)罐至氣化器之間BOG （boil of gas）管線及BOG氣化器進(jìn)行冷氮?dú)忸A(yù)冷。

6.3 放空低溫氮?dú)獾睦?/p>

液氮預(yù)冷時(shí)需要通過氣相管放空低溫氮?dú)猓@些低溫氮?dú)饪梢酝ㄟ^與其他罐相連的氣相管道，對(duì)其他儲(chǔ)罐進(jìn)行預(yù)冷，可以節(jié)約液氮。

7 預(yù)冷時(shí)的檢查

7.1檢查低溫材料有無低溫開裂現(xiàn)象。

7.2檢查低溫管道焊接部位有無裂紋，特別是法蘭焊接部位。

7.3檢查管道冷縮狀態(tài)和管托及支架的變化。

7.4檢查低溫閥門的密封性和靈活性，檢查是否凍住。

7.5 檢查法蘭連接部位是否泄漏，有無結(jié)冰情況，螺栓是否因冷縮而使預(yù)緊力減小。

7.5 液氮在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)放置2～3天。觀察LNG儲(chǔ)罐液位變化及壓力上升情況。并檢測(cè)其真空度的變化，對(duì)LNG儲(chǔ)罐性能作出評(píng)價(jià)。

8 預(yù)冷時(shí)安全注意事項(xiàng)

8.1在密閉空間內(nèi)液氮吸收外部熱量將會(huì)導(dǎo)致壓力急劇上升，因此在操作中要注意閥門關(guān)閉順序，嚴(yán)禁出現(xiàn)低溫液氮被封閉。

8.2注意檢查卸車軟管連接處是否出現(xiàn)泄露，人員應(yīng)保持一定的安全距離。

8.3注意觀察管道及儲(chǔ)罐壓力上升情況。

8.4注意檢查各安全閥后有無結(jié)霜情況。

9 結(jié)束語

預(yù)冷工作是LNG氣化站投運(yùn)前一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，通過上述措施我們成功的完成預(yù)冷工作并最終實(shí)現(xiàn)安全投運(yùn)。以上實(shí)踐總結(jié)與同行共同分享和探討。