LNG氣化站及LNG低溫儲(chǔ)罐預(yù)冷方案

預(yù)冷的必要性

LNG氣化站內(nèi)低溫管道和LNG低溫儲(chǔ)罐在正式進(jìn)入低溫液體前，要首先進(jìn)行充分的冷卻，即預(yù)冷過程。LNG低溫儲(chǔ)罐及管路采用奧氏體不銹鋼材料。奧氏體不銹鋼具有優(yōu)異的低溫性能，但線膨脹系數(shù)較大。在LNG溫度條件下，不銹鋼收縮率約為千分之三，對(duì)于304材質(zhì)管路，在工作溫度為-162℃時(shí)，100m管路大約收縮300mm。

LNG管路的收縮和補(bǔ)償是一個(gè)需要細(xì)心考慮的重要問題。兩個(gè)固定點(diǎn)之間，由于冷收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過材料的屈服點(diǎn)。特別是對(duì)于LNG儲(chǔ)罐內(nèi)的管道要求更加嚴(yán)格，一旦出現(xiàn)問題，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。在管路設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮有效的措施來補(bǔ)償。在LNG設(shè)備和管路上，為了補(bǔ)償冷收縮，采用彎管補(bǔ)償。

雖然在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了冷收縮的補(bǔ)償，但是在溫度變化速率較大時(shí)，還存在溫度變化過快、熱應(yīng)力過大而使材料或連接部位產(chǎn)生損壞的問題。這就要求在低溫管道和設(shè)備進(jìn)入低溫液體前，首先進(jìn)行預(yù)冷操作，確保投運(yùn)安全。

預(yù)冷目的

檢驗(yàn)和測(cè)試低溫設(shè)備和管道的低溫性能，包括：
(1)檢驗(yàn)低溫材料質(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。

預(yù)冷前的管道吹掃

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。如果吹掃不干凈，將會(huì)導(dǎo)致閥門凍結(jié)。由于低溫管道的閥門大多為焊接，法蘭很少，不利于管道吹掃。因此吹掃一定要采取措施，嚴(yán)格控制。
在氣密試驗(yàn)前更換正式墊片。

2、管道吹掃原則

（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，防止雜物和雨水時(shí)進(jìn)入。
（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吹掃。   
（3） 不能向儲(chǔ)罐內(nèi)吹掃，由罐內(nèi)向外吹掃。
（4） 不能吹掃任何儀表設(shè)備。
（5） 由于要吹掃，在安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)使用臨時(shí)墊片，在氣密試驗(yàn)前更換正式墊片。
（6） 在吹掃時(shí)要適當(dāng)敲擊管道表面和焊接部位。
（7） 施工單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)中的要求按本站工藝流程制定具體吹掃方案。

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(wú)灰塵和雜質(zhì)為合格。

預(yù)冷所需物資

(1)液氮。      
(2)便攜式測(cè)溫儀和便攜式可燃?xì)怏w報(bào)警儀 。
(3)銅制緊固工具及與液氮槽車卸車口連接的快裝接頭(一頭法蘭連接、一頭快裝接頭)。
(4)預(yù)冷人員所需防凍工作服、絕緣防凍膠鞋、防凍絕緣手套。
(5)預(yù)冷需要的手表和記錄表格，15min記錄一次。

預(yù)冷前準(zhǔn)備工作

(1)檢查閥門，確認(rèn)所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。
(2)確認(rèn)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。打開儲(chǔ)罐氣相放空根部閥。
(4)自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)測(cè)試完好，全部投用。氮?dú)庀到y(tǒng)投用，緊急切斷閥全部打開。
(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。（如是蘭石組合壓差液位計(jì)將閥門開到中間狀態(tài)）
(6)用干燥氮?dú)庵脫Q管道內(nèi)的空氣，防止預(yù)冷時(shí)閥門處有凝結(jié)水而凍住閥門。

預(yù)冷原則

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

預(yù)冷主要步驟

1、先用低溫氮?dú)忸A(yù)冷
(1)檢查卸車軟管完好狀況，管內(nèi)無(wú)雨水、垃圾等雜物。軟管連接到槽車上，并檢查連接是否牢固。
(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(wú)泄漏。
(3) 打開儲(chǔ)罐上部部進(jìn)液閥向LNG儲(chǔ)罐內(nèi)緩慢沖入低溫氮?dú)?，待?chǔ)罐壓力上升至0.2MPa，關(guān)閉槽車氣相閥門，儲(chǔ)罐保冷15min后，打開儲(chǔ)罐氣相管路上手動(dòng)放空閥排空氮?dú)狻Ｉ祲悍磸?fù)進(jìn)行。
(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)測(cè)定，至預(yù)期值時(shí)，氣體預(yù)冷工作完成。

2、液氮預(yù)冷
(1)將儲(chǔ)罐壓力放空至微正壓，關(guān)閉下部進(jìn)液閥。關(guān)閉液位計(jì)平衡閥，投用液位計(jì)（如是蘭石組合壓差液位計(jì)將閥門開到底）。
(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)罐上部進(jìn)液少量?？刂菩盾嚺_(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 MPa～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)閥，放空泄壓。反復(fù)進(jìn)行此操作。
(3)通過測(cè)滿閥放出氣體，測(cè)量溫度達(dá)到一定溫度，可慢慢打開LNG儲(chǔ)罐下部進(jìn)液閥，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(wú)問題。
(4)儲(chǔ)罐的液位計(jì)達(dá)到一定值時(shí)(2～4m3液氮)，進(jìn)液結(jié)束。
(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。
(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，人員要躲開。
(7)關(guān)閉儲(chǔ)罐氣相手動(dòng)放空閥、儲(chǔ)罐下部進(jìn)液閥。儲(chǔ)罐上部進(jìn)液閥待卸車LNG管道恢復(fù)常溫后再關(guān)閉。
(8)利用儲(chǔ)罐內(nèi)的液氮對(duì)增壓器、空溫式氣化器及其低溫管道進(jìn)行預(yù)冷。

3、放空低溫氮?dú)獾睦?br/>液氮預(yù)冷時(shí)需要通過氣相管放空低溫氮?dú)狻?/p>

預(yù)冷時(shí)安全注意事項(xiàng)

(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)低溫液體被封閉的狀況。
(2)注意檢查軟管連接處是否出現(xiàn)泄露，人員應(yīng)遠(yuǎn)離此處。
(3)注意觀察管道及儲(chǔ)罐壓力上升情況。
(4)注意檢查安全閥有無(wú)結(jié)霜情況。
(5）預(yù)冷時(shí)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(wú)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(chǔ)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(cè)儲(chǔ)罐預(yù)冷前后儲(chǔ)罐真空度的變化，對(duì)儲(chǔ)罐性能作出評(píng)價(jià)