lng液化天然氣化站安全運行管理
lng就是液化天然氣(liquefied natural gas)的簡稱,主要成分是甲烷。先將氣田生產的天然氣凈化處理,再經超低溫(-162℃)加壓液化就形成液化天然氣。 lng無色、無味、無毒且無腐蝕性,其體積約為同量氣態天然氣體積的1/600,lng的重量僅為同體積水的45%左右。
一、lng氣化站主要設備的特性
①lng場站的工藝特點為“低溫儲存、常溫使用”。儲罐設計溫度達到負196(攝氏度lng常溫下沸點在負162攝氏度),而出站天然氣溫度要求不低于環境溫度10攝氏度。
②場站低溫儲罐、低溫液體泵絕熱性能要好,閥門和管件的保冷性能要好。
③lng站內低溫區域內的設備、管道、儀表、閥門及其配件在低溫工況條件下操作性能要好,并且具有良好的機械強度、密封性和抗腐蝕性。
④因低溫液體泵啟動過程是靠變頻器不斷提高轉速從而達到提高功率增大流量和提供高輸出壓力,所以低溫液體泵要求提高頻率和擴大功率要快,通常在幾秒至十幾秒內就能滿足要求,而且保冷絕熱性能要好。
⑤氣化設備在普通氣候條件下要求能抗地震,耐臺風和滿足設計要求,達到最大的氣化流量。
⑥低溫儲罐和過濾器的制造及日常運行管理已納入國家有關壓力容器的制造、驗收和監查的規范;氣化器和低溫烴泵在國內均無相關法規加以規范,在其制造過程中執行美國相關行業標準,在壓力容器本體上焊接、改造、維修或移動壓力容器的位置,都必須向壓力容器的監查單位申報。
二、lng氣化站主要設備結構、常見故障及其維護維修方法
1.lng低溫儲罐
lng低溫儲罐由碳鋼外殼、不銹鋼內膽和工藝管道組成,內外殼之間充填珠光沙隔離。內外殼嚴格按照國家有關規范設計、制造和焊接。經過幾十道工序制造、安裝,并經檢驗合格后,其夾層在滾動中充填珠光沙并抽真空制成。150w低溫儲罐外形尺寸為中3720×22451米,空重50871kg,滿載重量123771№。
(1)儲罐的結構
①低溫儲罐管道的連接共有7條,上部的連接為內膽頂部,分別有氣相管,上部進液管,儲罐上部取壓管,溢流管共4條,下部的連接為內膽下部共3條,分別是下進液管、出液管和儲罐液體壓力管。7條管道分別獨立從儲罐的下部引出。
②儲罐設有夾層抽真空管1個,測真空管1個(兩者均位于儲罐底部);在儲罐頂部設置有爆破片(以上3個接口不得隨意撬開)。
③內膽固定于外殼內側,頂部采用十字架角鐵,底部采用槽鋼支架固定。內膽于外殼間距為300毫米。儲罐用地腳螺栓固定在地面上。
④儲罐外壁設有消防噴淋管、防雷避雷針、防靜電接地線。
⑤儲罐設有壓力表和壓差液位計,他們分別配有二次表作為自控數據的采集傳送終端。
(2)低溫儲罐的故障及維護
①內外夾層問真空度的測定(周期一年)
②日常檢查儲罐設備的配套設施:
③儲罐基礎觀察,防止周邊開山爆破產生的飛石對儲罐的影響。
④安全閥頻繁打開,疑為bog氣體壓力過高。
⑤儲罐外側冒汗,疑為儲罐所用的絕熱珠光沙下沉所致。
⑥正常儲存液位上限為95%,下限為15%,不得低于3米(低溫泵的要求)
⑦低溫閥門使用一段時間后,會出現漏液現象。若發現上壓蓋有微漏,應壓緊填料壓蓋。若閥芯不能關閉,應更換閥芯,低溫閥門嚴禁加油和水清洗。
2.氣化器
(1)氣化器的結構
①可承受4級地震和160公里/小時的颶風。
②最大允許工作壓力為580psig(40kg/m。)
③流量最大到8000nm3/h
④一體式設計氣化器高度14米,重量大約是7100kg
⑤氣化器由40余個部件組成,均采用美國進口鋁合金材料制作,國內組裝。連接處使用不銹鋼螺栓、鋁合金角鐵焊接,并經及氣體試壓、焊縫檢查合格后出廠。
⑥氣化器低溫液體自下而上不斷氣化后,氣態介質由頂部流出。管路的對稱設計保證了液體在氣化器內的均勻流動,各類氣化器都有不同的翅片組合形式,翅片的有力組合是為了減少氣化器結霜的情況,保證氣化效率,常見的組合有:8+12組合,4+8組合的模式。液、氣態的流向也不相同,這些設計都是為了提高設備的氣化能力和效率。
(2)氣化器故障及安全操作
①外觀結霜不均勻
②焊口有開裂現象,特別注意低溫液體導入管與翅片和低溫液體匯流管焊接處的裂紋。
③注意低溫液體或低溫氣體對人體的凍傷,以及對皮表面的粘結凍傷,故在操作過程中務必注意穿戴勞動保護用品。
④氣化器在運行過程中如發現設備過渡結冰和周邊環境溫度下降等情況,請嘗試以下幾個解決辦法:
i 減少液體的輸入量
ii 增加氣化器的數量
iii 用熱水或者其他手段給氣化器化霜
v 停止、切換氣化器或使用備用氣化器
3.低溫離心泵
(1)低溫離心泵的結構特點為保證lng儲罐內的lng輸出達到次高壓16kg/cm2的壓力,在lng儲罐的出口設置了多級變頻低溫離心泵,低溫泵具有以下幾個特點:
①泵體和電機完全浸沒在lng低溫介質中,從而杜絕了產品的損失,并保證了泵的快速啟動
②真空絕熱套使冷損降至極限
③密封劑浸潤性設計時維護要求降至最低
④泵芯頂部懸掛于殼體的設計便于安裝與拆卸
⑤可變頻調速的電機擴大了泵的輸出功率和轉速的變化范圍
(2)低溫烴泵的故障及安全維護
①日常操作中不應有異常噪音,幾個泵之間比較比較
②定期檢查:按說明書要求每4000小時進行維修檢查(與供應商聯系)
③低溫儲罐最低液位至泵進口管道液位應保持在3米以上的高度
④注意對泵外殼體的保護和對泵的外殼體的清潔工作。
⑤外殼、外壁結霜懷疑為漏真空(泵啟動后頂部的結霜為正常),可對外壁進行真空度檢測,但真空度檢測孔平常不要打開。
4.過濾器
(1)過濾器的結構特點
場站所使用的過濾器是網狀濾芯式過濾器,用于過濾出站天然氣中的顆粒雜質及水。過濾器的濾芯式可以更換的,更換下的濾芯(指濾網材質為不銹鋼)經清洗后可重復使用。過濾器配備壓差計,指示過濾器進出口燃氣的壓力差,它表示濾芯的堵塞程度,過濾器濾芯的精度一般選用50um,集水腔的容積大于12%過濾器的容積。
(2)過濾器的日常維護內容和故障處理
①定期排水和檢查壓差計讀數
②過濾器本體、焊縫和接頭處有無泄露、裂紋、變形
③過濾器表面有無油漆脫落
④有無異常噪音及震動
⑤支撐及緊固件是否發生損壞、開裂和松動
⑥若過濾器法蘭蓋出現泄露可能是由于密封面夾雜異物,可將密封面吹掃(吹掃可用氮氣)后更換密封墊片。
⑦若接頭處發生泄露在絲扣連接處加纏生膠帶,情況嚴重的予以更換
⑧過濾器前后壓差過大可對濾芯進行吹掃或更換
⑨過濾器吹掃或維修后須用氮氣試壓、置換合格后方可使用。
三、lng氣化站的安全管理工作
1.制定合理的操作規章制度
lng裝卸車操作規程:
lng儲罐倒罐操作規程
lng氣化器操作規程
bog復熱氣操作規程
儲罐自增壓操作規程
eag復熱器操作規程
卸車增壓器操作規程
撬裝式調壓器操作規程
bog計量撬操作規程
lng離心泵操作規程
天然氣加臭機操作規程
中心調度控制程序切換操作規程
消防水泵操作規程
lng氣化站管道設備維護保養技術和操作手冊
2.建立臺帳、設備有關技術資料和各類原始資料
維護記錄
巡查巡檢記錄
進出人員管理資料
各類操作記錄
應急演練記錄
安全活動記錄
3.編制天然氣管線、場站事故應急預案
預案依據國家、省、市、政府有關法律、法規及相關規定,并結合企業的制度及實際情況,預案應分別有事故不利因素的分析、危害、分級、事故處理響應的等級、處理的程序及后期處理,并經常開展不同等級的事故演練和對搶修裝備的檢查,對大型的演練要聯合當地的公安消防、安全管理部門一道進行。
4.嚴格執行上崗考試制度
各類操作人員獨立操作前必須經過公司有關部門組織的考試,成績合格方可獨立上崗。
5.加強對消防設備和防雷防靜電設備的檢查和管理
加強對lng氣化站防雷、防靜電設施的定期抽查和維護保養工作;重點對消防水池、消防泵、消防水炮、儲罐噴淋等設施及干粉滅火器的檢查。可燃氣體報警設備需定期保修,確保其完好有效。
6.建立lng場站設備等維護保養制度。加強對lng工藝管線及其設備的日常維護工作
①注意對工藝管線保冷層的保護和工藝管線的各類閥門等的檢查,儀器儀表接線盒、接線柱的檢查,管道支架、操作平臺的日常維護工作(渦輪流量計的定期加油,管道絕緣法蘭靜電絕緣的檢測),工藝管道如液相管都向液體流動的方向具有一定坡度,坡度的大小依設計而定,而氣相管一般沒有坡度。注意工藝管道活動支架的正常滑動。
②日常檢查常開閥門如安全閥根部閥、調壓閥、緊急切斷閥、單向閥和常閉閥門如排空閥、排液閥的運行狀態。場站內有平焊法蘭和對焊法蘭,兩者分別用于中壓和高壓管道,平焊法蘭又稱承插法蘭,對焊法蘭又稱高頸法蘭。
③保持工藝管道的暢通,防止憋液、憋氣。注意儲罐滿罐的溢出和bog排出鼙的變化。
④注意管道支架因地基下陷而對管道產生下拉力,使管道發生彎曲現象。日常巡檢過程中應給予注意。
⑤對工藝管道腐蝕現象應給予注意,在日常維護中注意防腐和補漆。對易腐蝕的螺栓、螺帽及轉動件的外漏部分可加黃油配二硫化鉬調和使用。
⑥定期對安全附件、安全閥和儀表的效驗并做好記錄。對lng氣化站內的設備、閥門、管件、墊片及儀器儀表的檢查維護保養相關事宜認真查看產品說明書、向供應商和產品維護單位咨詢。按要求做好維修方案和現場記錄工作。
⑦lng場站應備有低溫深冷的防護勞保用品,應有驅散大氣中冷凝氣體的設備,如大型風機。
⑧lng場站作為重點危險源,并且已列入政府安全重點防范單位,作為氣化站的管理單位應與政府相關部門及時溝通,處理一些問題。
