全容式LNG储罐保冷施工工艺

全容式 LNG储罐保冷施工工艺

张鲜

天津大港油田集团建设监理有限责任公司 天津市 300280

摘要：大型LNG储罐是LNG接收站中采用的较为广泛的一种储罐，同时也是LNG接收站中最重要的部分之一。其所占有的投资很高，在启用过程中对于调试工作的技术要求很高。其中整个调试工作进行过程中，最关键同时危险系数最高的是冷却这一环节。本文对大型全包容式LNG储罐进行了详细的描述，分析了LNG储罐冷却前应具备的条件与注意事项，指出了冷却过程中容易出现的问题并给出了相应解决办法。
关键字：LNG储罐；冷却；冷却喷淋流量；冷却速率
前言：目前，我国大型LNG接收站中的储罐几乎全部都是包容式，LNG储罐的造价费用高昂，因为它是LNG接收站的核心设备。同时正因如此，也对我国LNG行业的发展带来了不小的影响。所以本文对LNG储罐的冷却流程进行了分析，总结了一些相关经验和容易出现的各种问题，为之后的LNG储罐冷却投用提供一些经验与建议。
1、LNG储罐及调试概述

现在国内常见的LNG接收站地上全容式LNG储罐的建设周期大约是在3a。真正的LNG储罐调试工作之前，也需要进行一些其他部分的准备工作与调试工作，例如，首先需要将机械安装好，机械安装好后需要对仪表等进行调试。其次是对LNG储罐进行一些有关于水压和储罐干燥等试验。这些工作没有出现什么问题之后就可以开始真正的LNG储罐的调试工作。调试工作中最重要的部分，最重要同时也是危险系数较高的部分就是冷却这一环节。冷却环节做好后工作还没有结束，在这之后还会有一系列的相关测试，例如，低压泵性能测试以及控制系统测试等。以上所有环节都顺利完成后，LNG储罐就将正式投入到运行当中。LNG储罐的冷却范围包括储罐本体还有4条相关液相管线。在冷却过程中，它们的冷却顺序是卸料总管、储罐、低压泵输出总管，最后是高压与低压保冷循环进罐管线。在储罐冷却过程中也比较容易出现天然气与LNG泄漏的事故。除此之外，在冷却的过程中如果罐体本身收缩控制不合适不得当，也将会出现LNG储罐破环严重的情况，也会出现毁灭性后果。
2、冷却过程的前提条件及注意事项

2.1 LNG储罐冷却前的具体条件

首先LNG储罐已经经过干燥，同时储罐的各个部分经过了氮气吹扫和置换工作。其次是蒸发器处理系统已经进入投入工作。再次是储罐顶部的卸料总管与地面卸料总管均已达到冷却状态。同时要按照要求检查所有工艺阀门与仪表，检查工艺阀门与仪表的所处状态。保证LNG接收站处于最小输出与零输出的循环模式。最后是火炬系统正常运行。

2.2 注意事项

第一点，在冷却过程中要对低温管道进行严格监控，一定要及时发现问题。因为低温管道容易出现收缩现象，收缩时低温管道的位置就会发生移动，如果移动的位置不正确就会对正常的管道造成一定的影响。如果发现这类现象应该具体现象具体分析，同时应该对有问题的管道段进行停止冷却的处理，待问题解决后再进行冷却工作。第二点，管道冷却过程中容易发生泄漏问题，而最容易发生泄漏的部分是在阀门处，所以为了防止此类事故的发生，应该定期对阀门进行检查，从源头上杜绝此类问题。但是如果发生了泄漏事故，工作人员就一定要根据出现的问题及时制定解决方案，对泄漏问题及时处理，防止出现严重后果。第三点，LNG储罐在冷却初期要保证储罐的压力要始终控制在合理范围之内。同时在冷却过程中LNG储罐要始终被严格监控，特别要注意储罐中的压力。

2.3冷却用临时设施

冷却过程中回用到临时设施，临时设施包括一段短管、一个单向阀、一台流量计、一个安全阀和一个压力表、一个手动流量控制阀。临时设施的作用是控制LNG流量的冷却速度。
3、LNG储罐冷却及相关调试

3.1 LNG储罐冷却过程压力控制

LNG储罐在冷却时，储罐压力需要控制在15kPa，同时储罐内的氮气需要通过放空管线向外排放，一段时间之后排放天然气。如果氮气的浓度与可回收的标准相比较低时，那么将会由BOG系统进行控制储罐压力。如果出现罐内的压力上升并且与设定值相比较高的情况，氮气就可以直接排放到大气中。

3.2冷却介质(LNG)的供应及流量控制

冷却过程中要对储罐内的压力严格监控，为此要通过储罐顶部的临时设施对LNG流量进行控制。为了冷却速率的稳定，LNG流量将会有规律的增加。在冷却刚开始时，LNG流量为4～7．5 m3／h。冷却结束时为 27．0～33．0m3／h。

3.3冷却过程的监控及冷却速率控制

冷却速率为 3℃／h，即使达到了最后冷却阶段，温度速度也不能超过5℃／h。在冷却过程中，用温度传感器来监控储罐的温度变化。储罐安装的不同部分的温度传感器，要求的温度值也不同。例如在内罐底部与罐壁表面的温度梯度不能超过50℃。除此之外，可能出现温度读数不正确的问题，这可能是因为温度传感器出现了损坏情况。如果出现这类问题就需要根据实际情况来进行判断。

4、冷却过程中遇到的问题及解决方法

在冷却过程中出现了罐压持续升高的现象，达到了23kPa，同时罐顶的放空管线没有满足放空要求。这种现象可以通过控制LNG流量和打开就地放空阀门来降低罐压。在冷却过程中，阀门出现一定的泄漏。可以通过对阀门进行隔离同时进行卸压。阀门泄漏的主要原因是低压管道在冷却中出现了移动。为了解决这个问题要保证充足的管道位移空间，同时加固固定支撑。接收站已投用的储罐与将要冷却投用的储罐同用一根BOG总管，由于BOG压缩机入口过滤器的冰堵问题无法正常运行，只能通过接收站内排火炬燃烧处理，造成了浪费。在设计时，可对新建储罐单独设计一条排火炬的BOG管道，在此罐水分含量降低到B0G压缩机入口不会出现冰堵现象后，再将此罐并入接收站内已有的BOG系统，避免已投用储罐BOG燃烧的浪费。
结语：综上所述，在冷却过程中，对于储罐的压力、LNG流量和温度等参数要进行严格监控。冷却的速度也要密切关注，一定要控制在所允许的范围内。同时，在冷却开始时，对于LNG管线最好使用BOG进行冷却，因为这样可以防止管道出现大范围的移动。除此之外，在储罐冷却过程中，卸船对储罐冷却会造成较大影响，冷却操作必须停止。
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