LNG氣化站及LNG低溫儲罐預(yù)冷方案

預(yù)冷的必要性

LNG氣化站內(nèi)低溫管道和LNG低溫儲罐在正式進入低溫液體前，要首先進行充分的冷卻，即預(yù)冷過程。LNG低溫儲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，對于304材質(zhì)管路，在工作溫度為-162℃時，100m管路大約收縮300mm。

LNG管路的收縮和補償是一個需要細心考慮的重要問題。兩個固定點之間，由于冷收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，可能遠遠超過材料的屈服點。特別是對于LNG儲罐內(nèi)的管道要求更加嚴格，一旦出現(xiàn)問題，將會產(chǎn)生嚴重后果。在管路設(shè)計中已經(jīng)考慮有效的措施來補償。在LNG設(shè)備和管路上，為了補償冷收縮，采用彎管補償。

雖然在設(shè)計時考慮了冷收縮的補償，但是在溫度變化速率較大時，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)備進入低溫液體前，首先進行預(yù)冷操作，確保投運安全。

預(yù)冷目的

檢驗和測試低溫設(shè)備和管道的低溫性能，包括：
(1)檢驗低溫材料質(zhì)量是否合格。
(2)檢驗焊接質(zhì)量。
(3)檢驗管道冷縮量和管托支撐變化。
(4)檢驗低溫閥門的密封性。
(5)使儲罐達到工作狀態(tài)，測試儲罐真空性能。

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，嚴格控制。
在氣密試驗前更換正式墊片。

2、管道吹掃原則

（1） 施工中實行分段吹掃，分段以焊接閥門為界，注意管道施工后要及時密封，防止雜物和雨水時進入。
（2） 為防止碳鋼管道內(nèi)的鐵銹、焊渣進入低溫管道，碳鋼管道不能向低溫管道吹掃。   
（3） 不能向儲罐內(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，在安裝時應(yīng)當(dāng)使用臨時墊片，在氣密試驗前更換正式墊片。
（6） 在吹掃時要適當(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、吹掃合格標準

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。

預(yù)冷所需物資

(1)液氮。      
(2)便攜式測溫儀和便攜式可燃氣體報警儀 。
(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)冷前準備工作

(1)檢查閥門，確認所有閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。
(2)確認放空系統(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。打開儲罐氣相放空根部閥。
(4)自動保護系統(tǒng)測試完好，全部投用。氮氣系統(tǒng)投用，緊急切斷閥全部打開。
(5)壓力表根部閥全部打開。儲罐液位計根部閥、氣液平衡閥打開。（如是蘭石組合壓差液位計將閥門開到中間狀態(tài)）
(6)用干燥氮氣置換管道內(nèi)的空氣，防止預(yù)冷時閥門處有凝結(jié)水而凍住閥門。

預(yù)冷原則

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

預(yù)冷主要步驟

1、先用低溫氮氣預(yù)冷
(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。
(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。
(3) 打開儲罐上部部進液閥向LNG儲罐內(nèi)緩慢沖入低溫氮氣，待儲罐壓力上升至0.2MPa，關(guān)閉槽車氣相閥門，儲罐保冷15min后，打開儲罐氣相管路上手動放空閥排空氮氣。升降壓反復(fù)進行。
(4)判斷儲罐內(nèi)部溫度，通過測滿閥放出氣體，用溫度計測定，至預(yù)期值時，氣體預(yù)冷工作完成。

2、液氮預(yù)冷
(1)將儲罐壓力放空至微正壓，關(guān)閉下部進液閥。關(guān)閉液位計平衡閥，投用液位計（如是蘭石組合壓差液位計將閥門開到底）。
(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，使液氮從儲罐上部進液少量。控制卸車臺閥門開度，輕微開啟較小開度，使壓力保持在0.3MPa。儲罐壓力升高至0.2 MPa～0.3MPa,要及時關(guān)閉卸車臺閥門，打開儲罐氣相手動閥，放空泄壓。反復(fù)進行此操作。
(3)通過測滿閥放出氣體，測量溫度達到一定溫度，可慢慢打開LNG儲罐下部進液閥，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。壓力升高要及時關(guān)閉下部進液閥。用手感覺儲罐外體溫度，確認儲罐無問題。
(4)儲罐的液位計達到一定值時(2～4m3液氮)，進液結(jié)束。
(5)儲液任務(wù)完成后，關(guān)閉槽車液相閥門，打開槽車氣相閥門，向儲罐吹掃卸液管線。
(6)關(guān)閉槽車閥門及卸車臺卸液閥門，卸下軟管，注意輕拿輕放，人員要躲開。
(7)關(guān)閉儲罐氣相手動放空閥、儲罐下部進液閥。儲罐上部進液閥待卸車LNG管道恢復(fù)常溫后再關(guān)閉。
(8)利用儲罐內(nèi)的液氮對增壓器、空溫式氣化器及其低溫管道進行預(yù)冷。

3、放空低溫氮氣的利用
液氮預(yù)冷時需要通過氣相管放空低溫氮氣。

預(yù)冷時安全注意事項

(1)在密閉空間內(nèi)液氮吸收外部熱量將會導(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)遠離此處。
(3)注意觀察管道及儲罐壓力上升情況。
(4)注意檢查安全閥有無結(jié)霜情況。
(5）預(yù)冷時的檢查內(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。并檢測儲罐預(yù)冷前后儲罐真空度的變化，對儲罐性能作出評價