LNG儲配站的預冷

    隨著城市經濟的快速發展和城市規模的不斷擴大，人工煤氣供應已不能滿足社會發展的要求，發展天然氣勢在必行。為適應社會及公司發展的需要，我公司決定建設LNG儲配站工程，以擴大供應能力并實現天然氣轉換。且LNG儲配站可作為未來管輸天然氣的事故應急及調峰氣源。

    LNG儲配站設有10臺150 m。立式LNG儲罐 (采用真空粉末隔熱)M J。工藝區設有4臺單臺氣化能力為2 000 m³／h的空溫式氣化器，1臺加熱能力為24 000 m³／h的天然氣加熱器，1臺氣化能力為20 000 m³／h的水浴式LNG氣化器，一臺處理能力為1 000 m³／h的BOG(Boil Off Gas，蒸發氣體)加熱器，l臺處理能力為500 m³／h的EAG(緊急放散氣

體)加熱器。

    預冷是確保LNG儲配站順利投產試運行的重點工作。通過預冷使常溫的LNG管道和儲罐達到低溫工作狀態，防止LNG突然進入常溫管道和儲罐，引起管道和儲罐急劇收縮，從而可能造成管道和儲罐的損壞。另外，可以檢驗低溫設備和管道設施的低溫性能，主要包括低溫材料的質量、焊接質量、管道冷縮量和管托支撐的變化、低溫閥門的密封性、儲罐的真空性能”。

    我們于2008年6月一次性順利完成了LNG儲配站預冷工作，現將預冷工作進行總結。

    ①LNG儲配站現場除保冷以外工程全部完成，包括土建工程、站區安裝工程、消防工程、自控系統及配電系統等。

    ②所有設備的單機調試以及整個系統的調試全部完成，防靜電測試合格。

    ③整個工藝系統的強度試驗、氣密性試驗和干燥氮氣吹掃全部合格。

    ④所有閥門處于關閉狀態，放空系統所有盲板拆除。

    ⑤儲罐及進出液管道內保持0．1 MPa左右的氮氣。

    露點儀1臺，真空表1支，溫度計(一196～20℃)1支，水平儀1臺，人員所需的防凍鞋、工作服及防凍手套，銅質緊固工具及液氮槽車卸車口連接的快裝接頭，液氮約120 m³。

  ①安全操作規程

  a．設備安全操作規程編輯成冊，且相關規程全部上墻。  

  b．現場設備及工藝管道、閥門等按照圖紙規定編號掛牌、標示。

  ②人員配置

  a．預冷工作設總指揮1名，負責整個預冷工作的指揮、實施、組織、監督、協調。

  b．現場指揮1名，負責預冷工作現場的指揮、實施、組織、調度。

  c．卸車臺操作員設3人，儲罐區操作員設3人，氣化區操作員設3人，自控室操作員設2人，預冷管道操作員設2人，所有操作人員負責各自分區的數據的記錄、閥門的開關、分區情況的觀察、突發事件的應急處理等。

  ③實施

  a．預冷開始前2 d所有操作人員應全部到位，根據安排，統一調度，集中熟悉預冷工藝，為后續工作打下基礎。

  b．后勤保障工作成立專門小組，負責預冷過程的液氮及各種材料的供應、現場工作人員的生活保障等工作。  

  c．通知關鍵設備、閥門(如儲罐、氣化器、低溫閥門等)供應商以及自控系統安裝公司、氣化站安裝公司等的有關人員到預冷現場，以解決出現的緊急情況。

    液氮槽車有帶自增壓和不帶自增壓兩種類型，直接影響預冷方式的選擇。LNG儲配站預冷工藝。

    ①接車：液氮槽車以不大于5 km／h的速度進入LNG儲配站，運行人員對槽車進行復磅，然后槽車到卸車臺就位。提示司機拉上手剎，拔下車鑰匙，擋好防滑塊，車前放好警示牌，提起車輛靜電導除線掛好，避免因其與地面虛接產生靜電火花。然后將卸車臺接地線與槽車接好。打開槽車后門卸下法蘭蓋，連接好氣、液相軟管。確認卸車臺所有閥門處于關閉狀態，并將情況匯報給控制室人員。控制室人員做好記錄，隨時關注自控數據，發現異常及時和現場溝通。

    ②槽車增壓：首先吹掃軟管，打開槽車緊急切斷閥，開啟卸車臺自增壓液相放散閥X403。然后微開槽車自增壓液相閥，對自增壓液相軟管吹掃1 min左右，關閉放散閥，同時關閉槽車‘自增壓液相閥。隨即打開卸車臺自增壓液相控制閥X104，打開卸車臺自增壓氣相控制閥X201，以及槽車氣相放散閥，微開槽車自增壓液相控制閥，對自增壓器和自增壓氣相軟管進行吹掃。合格后關閉槽車氣相放散閥，開啟槽車自增壓氣相閥，打開槽車自增壓液相控制閥，對槽車增壓。

    ③  用低溫氮氣進行儲罐預冷：當槽車壓力達到 0.6 MPa時，打開卸車臺第一道進液控制閥X101，打開卸車臺第一道氣液連通閥X102，緩慢打開儲罐上進液閥G103、下進液閥G104，用低溫氮氣進行儲罐預冷。待儲罐壓力升至0.2 MPa時，關閉閥X101，此時關注槽車壓力，適當調節槽車自增壓液相控制閥。儲罐保冷15 min后，打開儲罐BOG雙向安全閥的旁通閥G415，經EAG系統排空氮氣。如此升降壓反復進行，保證管道和儲罐與低溫氮氣充分、均勻接觸，從而使管道和儲罐降溫均勻、緩慢。測滿閥是為檢測儲罐是否過量充裝而設置的閥門，它從儲罐內筒上部引出，經保冷層由罐體下封頭引出罐體外設置，它內部的氣體溫度最接近于儲罐內部的溫度‘引。判斷儲罐內部溫度，通過測滿閥放出氣體，用溫度計測量，至預期值，儲罐氣體預冷完成。

    ④液氮預冷：將儲罐放空至微正壓，關閉儲罐下進液閥G104，關閉卸車臺第一道氣液連通閥X102，緩慢打開槽車出液控制閥，使液氮從儲罐上部進液少量。控制槽車出液閥門開度，打開閥G415經EAG總管給儲罐泄壓，使儲罐壓力保持在0.3 MPa。當儲罐壓力升高較快時要及時關閉槽車出液閥。

⑤通過測滿閥放出氣體，測量溫度降到一110℃，并且液位計有指示后，說明儲罐內部溫度基本達到液氮常壓下的沸點(一196℃)，這時可以慢慢打開儲罐下進液閥，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。若壓力升高則要及時關閉下進液閥停止進液。用手感覺罐體外溫度，確認儲罐保冷層真空度無問題。

    ⑥管道、絕熱層降溫達到熱穩定狀態需要一定保冷時剮引，在此期間儲罐蒸發率遠遠高于0.3％。按前期的考察經驗，150 m³的儲罐每天液位下降5～10 cm，LNG置換預定最長10 d因此確定保留罐內1 m的液位。我們在保冷過程中實際平均每天液位下降5 cm。儲罐液位達到1 m時進液結束，關閉儲罐上、下進液閥。打開卸車臺去BOG總管控制閥X202，再打開卸車臺第二道氣液連通閥X103，同時關閉槽車出液閥，使進液總管內積存的液氮氣化產生的低溫氮氣通過BOG總管，經由閥Q414至放散總管放散。此過程同時對BOG回收管道進行了初步預冷。

    ⑦儲罐白增壓系統預冷：依次打開儲罐自增壓第二道氣相控制閥G202、自增壓器出口閥、人口閥、自增壓調節閥的旁通閥、自增壓液相氣動控制閥G109。關閉儲罐氣相根部控制閥G201，隨即打開自增壓液相控制閥G108。然后依次打開自增壓管道上安全閥的旁通閥進行放散預冷處理，隨后打開儲罐氣相手動放空閥G415，使自增壓管道預冷后的低溫氮氣經由G415至EAG系統放空，預冷自增壓系統管道。反復操作直至合格。合格后關閉G108，同時打開G201，關閉放散閥G415。

    ⑧氣化系統預冷：依次打開空溫式氣化器出口放散旁通閥Q41l、空溫式氣化器人口氣動閥Q112、空溫式氣化器入口控制閥Q111。再打開儲罐出液第二道控制閥G113(閥G111和G112為常開狀態)，使低溫氮氣對出液管及空溫式氣化器系統進行吹掃預冷。依次打開出液管道上安全閥的旁通閥進行放散預冷處理。預冷后的低溫氮氣經空溫式氣化器出口放散旁通閥Q4ll至EAG系統排空。反復操作直至合格。合格后關閉儲罐出液第二道控制閥G113，依壓力情況開關空溫式氣化器出口放散旁通閥Q411。

    ⑨BOG系統的預冷：打開BOG出口放散旁通閥Q414，并打通BOG管道系統，打開儲罐降壓調節閥旁通閥G205，對BOG系統進行吹掃預冷。合格后，關閉G205。打開G103、X103、X202，對卸車區連接BOG管道吹掃預冷至合格。合格后關閉G103、X103、X202，依管道壓力情況開關Q414。

    帶自增壓系統的液氮槽車的增壓氣相管道通過氣相閥門直接與車體相連，無法與卸車臺氣相管道連接，因此不能提供低溫氮氣，故預冷前期應盡量放緩槽車出液速度，使液氮在進液管道內迅速完全氣化，間接實現低溫氣體預冷，保證預冷質量。具體流程如下。

  ①接車，同上。

  ②槽車增壓，通過槽車自增壓系統給槽車增至0.6 MPa。

    ③緩慢打開槽車出液控制閥、卸車臺第一道進液控制閥X101。緩慢打開儲罐上進液閥，控制槽車出液閥門開度。打開閥G415經EAG總管給儲罐泄壓，使儲罐壓力保持在0.3 MPa，當儲罐壓力升高較快時，要打開儲罐出液閥及出液管道安全閥的旁通閥，必要時關閉槽車出液閥。此時不能關閉上進液閥，防止未完全預冷的進液管道內壓力迅速升高。

    ④后續作業同上。

    ①氣化站預冷工作開始之前，準備工作中的 “現場條件”全部實現。

    ②預冷前、中、后應對儲罐區的高程進行測試，并做好書面記錄。

    ③預冷之前，用氮氣對低溫儲罐、管道進行吹掃，進一步去除水分并置換空氣。檢驗標準是采用露點儀檢測置換氣達到一30～一40℃的露點為止。

    ④預冷的降溫曲線目前尚無依據，暫按預冷初期緩慢降溫進行。冷卻速度控制在50℃／h，逐漸降溫，同時觀察各設備及管道技術參數的變化，積累數據，形成完整的預冷工藝流程。

    ⑤液氮預冷開始時儲罐內部溫度仍遠高于液氮的沸點，必須采用上進液的方式，確保進入儲罐的液氮完全氣化，且有利于在罐內形成對流換熱。充液過程控制在槽車與儲罐的壓力差為0.3 MPa。

    ⑥充裝液氮開始時液氮的氣化率很高，產生的氣體使儲罐內壓上升，當壓力上升至0.5 MPa以上時，打開BOG手動放空閥、BOG自力式降壓閥或放散閥，從而保持儲罐壓力。當儲罐內壓不再上升或降低時可下進液，并增大充液速度，直至儲罐液位達到l m。

    ⑦充氮預冷過程中如發現泄漏、設備材料發生問題，應及時關閉閥門，標注位置，及時報告，進行處理。處理合格后方可再行預冷。

    ⑧預冷過程中和預冷后，必須注意觀察設備材料性能、技術參數的變化，并進行書面記錄。如儲罐某種性能、技術參數發生突變，應針對該臺儲罐測試其蒸發率和真空度。

    ⑨在密閉空間內液氮吸收外部熱量，將導致壓力急劇上升，因此在操作中應注意閥門關閉順序，嚴禁出現低溫液體被封閉的情況。

   ⑩預冷過程中閥門遇冷收縮，可能導致螺栓松動，產生泄漏。若外界空氣及水蒸氣進入管道中，水蒸氣遇冷凝結會產生凍住閥門的現象。因此應密切注意閥門情況，對松動、泄漏情況及時處理，及時采取措施，以免閥門凍住。

   （11）注意檢查軟管連接是否出現泄漏，人員應遠離此處。

    （12）儲罐預冷采用由遠及近的順序逐臺進行。為節約液氮，前一臺儲罐預冷完成后，將其氣相管閥門打開，排出來的低溫氮氣經由氣相管道導入相鄰需要預冷的儲罐，對儲罐進行低溫氮氣預冷。

    ①儲罐外壁不出現結露、結霜現象，真空度合格。

    ②氣化器結霜部位焊口無泄漏，翅片不出現變形。

    ⑧低溫閥門螺栓無松動，填料、閥體、法蘭無泄漏。

    ④低溫管道無泄漏，法蘭螺栓無松動，管道伸縮均勻，支架無位移。

    ⑤儲罐預冷的主要技術參數：儲罐壓力為0.2～0.5 MPa，預冷時間為3 h／臺，液位為1 m，可維持與LNG置換時間約10 d。

    ①所有儲罐保持1 m左右液位，壓力為0.2MPa。   

    ②關閉所有儲罐進出液閥門，開啟閥Q411及儲罐進出液管道連通閥(為簡化圖面，圖2中未畫出該閥)，待進出液管道恢復至常溫且壓力為0.1MPa時關閉閥Q411。

  ③密切注意儲罐升壓情況，超過0.5 MPa時打開手動放散閥為儲罐卸壓。

  ④在此期間根據LNG的到站時間儲罐升降壓、出站調壓系統的調試。