武汉天然气lng气化站预冷方案 511知识分享.docx

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武汉天然气lng气化站预冷方案511知识分享

武汉天然气LNG气化站预冷方案（2013.5.11）

武汉天然气LNG气化站

工艺系统预冷方案

编制：

审核：

批准：

二〇一二年十月十日

武汉天然气平安铺LNG气化站工艺系统预冷方案

一、LNG气化站工艺系统预冷的目地、范围与基本要求

1.预冷目的:

检验和测试低温设备与管道的低温性能，包括：

（1）检查储罐、管道、管件、法兰、阀门、管托、仪表等低温设备和材料的产品质量。

（2）检验焊接质量。

（3）检验管道冷缩量和管托支撑变化。

（4）检验低温阀门的密封性。

（5）使储罐达到工作状态，测试储罐真空性能，为储罐进LNG做准备。

2.预冷范围：

包括LNG低温贮罐、贮罐自增压器、卸车增压器、空温式气化器、复热式气化器及卸车区、贮罐区、气化区的低温液相、气相管道、管件、法兰、阀门和仪表等。

3.预冷的基本要求：

预冷的基本要求是：

为防止预冷时因温度变化过快、热应力过大而使材料或连接部位产生损坏，应严格控制预冷系统温度下降的速率即预冷时储罐和管道的温度要逐步降低，必须避免急冷，防止温度骤降对设备和管件造成损伤，本项目预冷时冷却速率确定为≤50℃/h。

二、预冷前准备

（一）、组织准备

1.预冷前，成立平安铺LNG项目预冷指挥部，其组织架构如下：

2.工作职责

（1）总指挥：

工作职责为负责整个预冷工作的指挥，重大事项的决策等。

（2）副总指挥：

工作职责为：

配合总指挥进行预冷工作的组织、协调、指挥，与现场指挥制定预冷工艺流程、操作方案、紧急情况处理方案等。

（3）现场指挥：

工作职责为：

配合副总指挥主持制定预冷工艺流程、操作方案、紧急情况处理方案，现场指挥安装队实施预冷方案。

（4）操作组：

操作组由中石化江汉油建公司项目部安装相关人员组成，人数？

人。

工作职责为：

熟悉、掌握预冷、置换工艺流程和执行操作方案的操作步骤、要求等。

（5）测量组：

测量组由武汉市天然气公司和中石化江汉油建公司项目部相关人员共同组成，人数4人。

工作职责为：

测量氧气浓度、LNG储罐外壁温度、LNG储罐溢流口露点温度、低温工艺管道保温支撑位移、LNG储罐的垂直度和沉降，法兰连接部位、低温阀门密封部位和低温管线连接部位螺纹丝口的泄漏测量、螺栓预紧力是否变小等。

（6）维修组：

维修组由中石化江汉油建公司项目部安装人员担任，人数3人。

工作职责为：

处理预冷、置换过程中的各种异常情况等。

（7）后勤保障组：

后勤保障组由中石化江汉油建公司项目部人员组成，人数2人。

工作职责为：

联系当地医院，在预冷、置换过程中配合医院处理冻伤事故等；

（8）物料采购组：

物料采购组由中石化江汉油建公司与中石化江汉油建公司项目部人员共同组成，人数3人。

中石化江汉油建公司项目部人员负责联系预冷、置换用低温液氮，采购预冷、置换用仪器、劳动防护用品等，仪器主要为氧气分析仪、红外线温度探测仪等，劳动防护用品主要为低温手套、安全帽等；

武汉市天然气公司人员负责联系各设备供应商在预冷期间必须到达现场处理有关设备事宜。

（9）IT组：

负责配合整个预冷过程中的自控系统的调试，温度、压力、液位等数据与现场仪表的比对情况，消防、报警控制系统的正常运行。

（10）设备供应商：

工作职责为配合建设单位和施工单位进行预冷、置换工作，处理和判断预冷、置换过程中设备出现的各类异常情况等。

（二）物资准备

1.低温液氮75m3（约60吨）。

2.露点仪、便携式热电偶测温仪、便携式氧气分析仪、水平仪。

3.铜制紧固工具、检漏用肥皂水。

4.两套变径法兰短管：

DN50/32两端法兰，长度150mm

5.预冷人员所需工作服、工作鞋、安全帽、防冻手套。

6.对讲机8台。

7.相关阀门密封件备件（由工程部提供）。

8.抢修车辆（双排座、中客车）2部，指挥车1台；

（三）工艺系统必须达到以下条件

1.平安铺LNG气化站现场除保冷工程外所有工程必须全部完成，包括土建工程、安装工程、消防系统、自控系统及配电系统等。

2.平安铺LNG气化站所有设备的单项调试以及整个系统的调试已经完成，防雷、防静电等各类测试已经合格。

3.整个工艺系统的强度试验、气密性试验和用洁净无油的压缩空气吹扫全部合格。

4.储罐和管道的安全阀、压力表须安装完成且校验合格，站区、设备卫生整洁，过桥与操作平台已安装好。

5.LNG储罐真空度由供应商检测合格并提供记录。

6.各设备供应商在预冷和置换期间必须到达现场。

7.武汉市天然气公司、成都万图监理公司、中石化江汉油建项目部组织人员根据施工图纸在现场检查施工质量、施工内容，对存在问题已及时进行了整改。

8.检查阀门，确认整个需预冷的工艺系统所有阀门都处于关闭状态。

9.确认放散系统的所有阀门盲板已拆除，储罐EAG放散系统畅通。

10.所有安全阀根部阀，储罐降压调节阀的前后阀全部开启。

11.所有压力表根部阀全部开启，储罐液位计根部阀、气液平衡阀开启。

12.已用干燥氮气置换了管道、设备内的空气，水分含量应为露点仪显示水露点为-65℃，视为合格。

（防止预冷时阀门处有凝结水而冻住阀门）。

（四）操作要点：

⑴卸车区至罐区的阀门要按要求依次开启，并随时观察储罐的压力。

⑵紧急切断阀先用手动开启。

⑶站内所有的阀门，操作人员必须接到指令后再操作。

⑷操作人员注意监控温度、压力变化随时报告，同时按指令进行操作。

⑸预冷操作前必须检查确认所有阀门（安全阀的根部阀，储罐根部阀除外）处于关闭状态，所有安全阀的根部阀、储罐根部阀全部打开。

⑹阀门的开启顺序是从介质下游依次向上开启，关闭从上往下依次关闭。

开启阀门时要从小到大慢慢分级开启，不能一下全开，关闭阀门时感觉关住就可以，不要强力关闭。

⑺阀门操作有问题及需要维修时，请现场阀门厂家进行相关操作。

（五）制定操作方案

1.武汉市天然气公司、成都万图监理公司、中石化江汉油建项目部共同组织人员根据预冷和置换范围，制定出详细、准确、可行的预冷和置换工艺流程和操作方案。

2.置换要求：

用低温氮气对低温贮罐、管线进行吹扫，进一步去除水份并置换空气，检验标准是使用露点仪在排放口或储罐溢流阀出口检测置换气体温度达到-30与-40℃之间，管道无水、无杂质颗粒为合格。

3.预冷原则：

预冷时储罐和管道温度要逐步降低，避免急冷，防止温度骤降对设备和管件造成损伤。

根据有关的操作经验，冷却速率在50℃／h较安全。

4.液氮预冷时需要通过储罐的气相管放散低温氮气，低温氮气可以通过与其他储罐相连的气相管道，对其他储罐进行预冷以节约液氮。

三、LNG储罐的预冷步骤

（一）系统置换

1.系统预冷前，应对储罐、管道系统进行置换。

2.置换时应采用干燥氮气对系统进行吹扫，排出储罐及各管道、阀门（包括各仪表导压管）中的潮湿空气和固体颗粒，每根管道应轮流排气。

3.吹扫结束后，需将各阀门关闭，且罐内保持5～10Kpa的微正压，以免潮湿空气进入罐内。

（二）、系统预冷主要步骤

1.低温氮气预冷

（1）槽车与卸车台连接

卸下卸车软管的封堵，检查管内有无雨水、垃圾等杂物，若有，清除干净。

用防爆工具将液氮槽车卸车口与卸车台LNG进液接口连接。

（责任人：

卸车员）

（2）槽车自增压至0.6MPa

检查软管连接处有无泄漏，通过槽车自增压器将槽车压力升高至0.6Mpa左右。

（3）低温氮气预冷储罐

打开进液管阀门，慢慢打开槽车上的气相阀。

向储罐内缓慢冲入低温氮气，待储罐压力上升至0．2MPa时关闭卸车台进液阀门，储罐保冷15min后打开1#储罐出液阀，4#储罐出液阀，让1#罐的低温氮气给4#储罐预冷。

此后1#储罐的升降压反复进行，直至达到-40℃。

注：

卸车台的预冷和1#储罐（4#）同时进行，储罐被低温氮气预冷至-40℃后，再更换另一台卸车增压器预冷。

进液阀

低温氮气进储罐的具体步骤为：

打开卸车台进液阀，慢慢打开槽车液相阀门→打开1#储罐上进液阀、下进液阀同时进气→通过106管线（进液管）向储罐内缓慢充入低温氮气，待1#储罐压力达至0.2MPa～0.3MPa→关闭卸车台进气阀、1#储罐的上、下进液阀，储罐保冷15min→打开1#储罐出液阀、4#储罐出液阀门使氮气导入4#储罐→待1#储罐压力降至0.002MPa关闭1#储罐出液阀→打开4#储罐BOG管手动调节阀排出氮气（可交替使用储罐的手动放散阀放散）→进入201管线→进入BOG加热器→开启BOG气化器后端安全阀的旁通阀→由放散管排空氮气（应测量氮气温度，控制低温氮气温度高于-20℃且低于0℃，以免破坏常温碳钢管道）

反复上述操作，待1#储罐预冷至-40℃，对4#储罐进行预冷。

（4）判断储罐降温至-40℃

判断储罐内部温度，缓慢打开溢流阀，放出适量气体，用温度计每10分钟测量一次，1#储罐降至－40℃时完成第一步。

（无法测量温度时，以阀门出口凝霜为依据）。

注：

由放散管排空的氮气，排空之前进入常温工艺管道对管道进行干燥，是节约氮气，实现低温能量的“梯级利用”的措施。

按照上述方法对2#储罐和5#储罐，3#储罐和6#储罐重复进行。

即任何一台储罐，先充入低温氮气预冷，然后再充入液氮预冷，反复进行，直至６台储罐都按照上述方法预冷完毕为止。

2.再用液氮预冷LNG储罐

（1）使用储罐液位计

打开储罐手动放散阀，将储罐压力放散至微正压，关闭下进液阀。

关闭液位计平衡阀，使用液位计。

（2）通过上进液预冷储罐

对接卸车台进液管和槽车的液相管，槽车进行自增压。

缓慢打开槽车液相阀至较小开度，使液氮从储罐上进液管线缓慢进入。

控制卸车台阀门开度使压力保持在0．3MPa。

储罐压力升高至0．2MPa—0．3MPa时，要及时关闭卸车台阀门，打开储罐出液阀门向相邻储罐进气预冷。

反复进行此操作。

（3）温度达-100℃，上下同时进液

通过溢流阀放出气体，测量温度达到-100℃以下时，同时液位计有液位指示，可缓慢打开储罐下进液管线，采用上、下进液管线同时进液至液位高度1.5m。

进液过程中要密切观察并记录储罐压力，防止压力升高（不超过0.3MPa）。

压力升高要及时关闭下部进液阀，打开手动放散阀降压。

用手感觉储罐外体温度，确认储罐无问题。

（4）液位达1.5m，结束进液

储罐的液位计达到一定值时，进液结束（液位计为1.5m）。

（5）回收管道残液

进液任务完成后，关闭槽车液相阀门，向储罐回收卸液管线中的液氮。

（6）关闭槽车阀门及卸车台卸液阀门，进液管线表面无霜，恢复常温时即为进液完毕，此时可卸下软管，注意轻拿轻放，人员要躲开。

（7）待进液管道恢复常温后再关闭储罐气相手动放散阀、储罐下部进液阀、储罐上部进液阀。

（8）利用储罐内的液氮对储罐增压器、空温式气化器及其低温管道进行预冷。

储罐

手动放散阀

BOG手动调节阀

出液阀

溢流阀

进液总阀

上进液阀

下进液阀

结合现场管线和阀门位号，实际操作步骤为：

（1）将106管线的输液软管与液氮槽车可靠连接。

（2）打开卸车台进液阀，1#储罐的上进液阀门→同时缓慢打开槽车液相阀门至较小开度→使少量液氮从1#储罐上部进入→控制卸车台106管线进液阀门开度，使其保持较小的开度，使卸车台压力保持在0.3MPa→当1#储罐压力升至0.2～0.3MPa时，及时关闭卸车台进液阀门→1#储罐保冷15分钟→打开1#储罐出液阀，4#储罐的出液阀，向4#储罐进气预冷→待1#储罐降压至0.002MPa时，关闭1#储罐出液阀，打开4#储罐手动放散阀，将气体通过EAG管路放散（与打开BOG手动阀至BOG气化器交替放散）。

反复上述操作至1#储罐降温至-100℃。

通过打开溢流阀，使用测温仪检测温度降至-100℃后→开启上、下进液阀同时对1#储罐进液→进液10分钟左右关闭液位计平衡阀，观察液位计是否有读数→进液至液位1.5m时结束→关闭1＃储罐进液紧急切断阀后的上下进液控制阀，向4＃（5#、6#）储罐充装液氮，方法同1#储罐，由于不能将氮气导至相邻储罐预冷，直接通过手动放散阀将氮气放散。

（3）在上述过程进行时，同时检查液相管道阀门有无泄漏情况，如有泄漏关闭槽车出液阀，处理后再缓慢打开。

（4）在上述过程进行时，观察1#储罐的压力，如压力上升过快，先关闭槽车出液阀，待压力平稳后再慢慢打开。

（5）按上述步骤，依次向各组储罐充装液氮至液位计显示1.5m。

（6）充装完毕后，将液位计、压力表之接头松开，并打开其根部阀门，待有气吹出3～4秒后关闭，并重复3次以上后将上述接头重新连接牢靠。

注：

各储罐充装液氮过程可同时完成进液管线、放散管线、EAG加热器预冷，进液过程中应及时检查在线设备、管道、焊缝、阀门是否运行正常。

3.进行LNG气化器、储罐自增压气化器、潜液泵、105管线、108管线（即出液管线及储罐自增压管线）及其他管道、设备低温氮气预冷。

具体操作如下：

3.1预冷储罐自增压器

（1）打开储罐手动放散阀，将储罐内压力降到0.4MPa以下→开202储罐增压回路截止阀（自增压出口阀）→打开自增压手动调节阀→缓慢打开储罐的底部进液阀至全开→微开105管线的自增压入口阀，增压器开始预冷，观察升压调节阀是否开启，储罐压力是否上升。

储罐

（2）确认储罐压力开始上升后，慢慢全启自增压入口阀→微启自增压器液相连通阀、气相连通阀，预冷增压器连通管→若储罐压力达到设定值，升压调节阀将自动关闭→慢慢打开储罐手动放散阀，排出氮气将压力降至0.4MPa以下。

（3）反复上述操作，直至自增压器的液相管下部结霜，持续0.5小时左右，并确认管道、增压器无异常。

（4）增压器预冷完毕。

关闭下进液控制阀和自增压出口阀，打开增压器气相连通管上的手动放散阀及自增压回路上的手动放散阀，对自增压管路降压放散，待其他管道恢复常温后，再关闭所有阀门。

其他储罐自增压器同样按上述操作进行自增压。

4.2预冷潜液泵、出液管及空温式气化器

4.2.1预冷潜液泵

打开LNG气化器出口放散管手动放散阀→打开103管线（出液至气化器管线）LNG气化器进口紧急切断阀→打开气化器进口截止阀→打开潜液泵的进口阀、回流阀、排气总阀及排气阀→打开储罐出液紧急切断阀→缓慢打开储罐出液阀门，充至潜液泵池温度传感器显示为-110℃（预冷时间不短于30分钟）→打开潜液泵排污阀排气，直至有液体流出，关闭该阀门。

注：

当预冷另一台潜液泵时，同时将空温式气化器切换到另一路

4.2.2运行潜液泵，预冷空温式气化器

①泵预冷完毕，设定其出口压力为0.8MPa（待定），启动潜液泵→潜液泵先打回流，等压力至指定压力后，慢慢关闭回流阀，同时打开潜液泵出口阀→运行3分钟（出液约0.75方）后停止潜液泵，关闭储罐出液阀门，待管道和泵恢复常温后，关闭潜液泵的进出口阀门，但保持潜液泵回气阀处于开启状态。

4.2.3预冷出液旁通管

②打开储罐出液阀→缓慢打开潜液泵的旁通路阀门。

直至空温式气化器的液相管下部结霜，持续0.5小时左右，并确认管道、气化器无异常。

排气总阀

泵入口阀

泵排污阀

潜液泵

5.201、205管线（BOG管线）、BOG加热器低温氮气预冷

5.1201、205管线预冷

打开1－2#卸车台201管线截止阀→关闭LNG储罐401管手动放散阀、BOG加热器前端阀门→开LNG储罐201管路BOG手动调节阀门，自储罐向工艺装置区供气→由卸车台201管口排气→卸车台201管预冷结束后，阀门关闭复位。

5.2预冷BOG气化器

打开BOG气化器前的控制阀→打开BOG气化器后的手动放散阀→关LNG储罐401管手动放散阀→开LNG储罐201管路BOG手动调节阀自储罐向工艺装置区205管线、BOG气化器供气→由BOG气化器后402放散管手动放散→预冷完成后，阀门关闭复位。

四、液氮泄漏时处理措施：

（处理人员须穿戴低温防护服、面罩、低温手套）

1、阀门泄漏时，如加紧以后仍然泄漏，必须立即切断泄漏点前后的阀门，待残液泄漏完毕后检修阀门。

2、管道法兰连接处泄漏时，如加紧以后仍然泄漏必须立即切断泄漏点前后的阀门，待残液泄漏完毕后更换垫片。

3、管道焊缝连接处泄漏时，必须立即切断泄漏点前后的阀门，待残液泄漏完毕恢复常温后补焊，焊后冷却后再通液氮试验。

4、罐体发生泄漏时，尽量将罐内液体倒入另一个罐内，切断泄漏罐的所有阀门，通知制造厂前来处理。

五、预冷过程中检查事项

1.检查低温材料是否存在低温开裂现象。

2.检查低温工艺管道焊接部位有无裂纹，特别是法兰焊接部位应重点检查。

3.检查低温工艺管道冷缩量和管托支撑变化情况是否在允许范围内。

4.检查低温阀门的密封可靠性和灵活性，确认其有无被冻伤。

5.检查法兰连接部位是否泄漏，螺栓是否因冷缩而使预紧力减小。

6.预冷期间，工艺系统那里出现“白雾”，那里就有泄漏点，立即做出标记，上报预冷指挥部，按领导的排查处置指令进行处理。

7.液氮在储罐内放置48h～72h，观察液位变化与压力上升情况，同时检测储罐预冷前后真空度的变化，综合评价储罐性能。

六、预冷安全事项

1.在预冷操作中要注意阀门关闭顺序，严禁出现低温液体被封闭的状况，因为在密闭空间内液氮吸收外部热量将导致压力急剧上升。

2.注意检查软管连接处是否存在泄漏，无关人员应远离此处。

3.注意观察管道与储罐压力上升情况。

4.注意检查安全阀后有无结霜情况。

5.所有参加预冷人员必须坚守岗位，听从指挥，不得擅自离岗。

七、预冷应急预案

1.预冷过程中，一旦发生管道泄漏，应先停止充液，关闭储罐的进出液阀门，排空管道中的残液，关闭相应管段阀门，预冷人员应迅速撤离至泄漏点3m之外，以防止冻伤。

2.在进液过程中，如储罐出现异常情况，应及时通知业主现场代表和总监理，等候业主指示。

如果储罐压力异常升高，应立即关闭槽车气、液相充装阀，打开储罐进、出液阀、溢流阀、手动BOG阀门和手动EAG阀门，进行排放。

3.现场人员如不慎发生冻伤、碰伤等事故，应立即给冻伤人员换上温暖干燥的衣物或用温暖的毯子包裹冻伤者。

将冻伤部位放入温水中慢慢加温，仔细调节温度，使其保持在38-43℃，有条件可给冻伤者饮用热饮；简单治疗后立即送往武汉市医院救治，情况严重者立即送往医院救治。

4.预冷之前，每种规格型号的不锈钢管件都准备2件备用件，预冷期间一旦发生管件破裂现象（低温预冷介质以“白雾”状态喷出），应立即停止预冷，排空低温预冷介质（通过倒罐管线，将低温介质排空至相邻储罐和管道），然后更换冻裂的管件。

5．现场配备的车辆。