LNG气化站的调试与安全运营

1、LNG 气化站的调试与安全运营一、前言溧水新建LNG气化站工程从调试至正式运行共历时七个月的时间。在整整七个月的时间里，笔者对 LNG 建设的整个过程进行了全程参与和跟踪。认真研究、学习和监督控制各施工和运营环节。最终顺利完 成了整个建设任务，达到了设计和使用要求。二、LNG的固有特性和潜在的危险性1、LNG 的固有特性液化天然气是以CH4为主的液态混合物，常压下的沸点温度约为-162C，气液比约为600： 1,其液体 密度约为426kg/m3。LNG是非常冷的液体，在泄漏或溢出的地方，会产生明显的白色蒸气云。白色蒸气云 的形成，是空气中的水蒸气被溢出的LNG冷却所致。当LNG转变为气体时，其

2、密度为1.5kg/m3。气体温 度上升到-107C时，气体密度与空气的密度相当。意味着LNG气化后温度高于-107C时，气体的密度比空 气小，容易在空气中扩散。爆炸极限为5%15%(体积%)，燃点约450C等。液化天然气巨大的贮存能力 也是很多个业愿意使用的一个关键环节。2、LNG 潜在的危险性LNG是天然气储存和输送的一种有效的方法，在实际应用中，LNG也是要转变为气态使用，因此，在 考虑LNG设备或工程的安全问题时，不仅要考虑天然气所具有的易燃易爆的危险性，还要考虑由于转变为 液态以后，其低温特性和液体特征所引起的安全问题。低温的危险性：人们通常认为天然气的密度比空气小，LNG泄漏后可气化

3、向空气飘散，较为安全。 但事实远非如此，当LNG泄漏后迅速蒸发，然后降至某一固定的蒸发速度。开始蒸发时其气体密度大于空 气的密度，在地面形成一个流动层，当温度上升到约-110C以上时，蒸气与空气的混合物在温度上升过程 中形成了密度小于空气的“云团”。同时，由于LNG泄漏时的温度很低，其周围大气中的水蒸气被冷凝成“雾 团”，然后LNG再进一步与空气混合过程中完全气化。LNG的低温危险性还能使相关设备脆性断裂和遇冷 收缩，从而损坏设备和低温冻伤操作者。BOG的危险性：虽然LNG存在于绝热的储罐中，但外界传入的能量均能引起LNG的蒸发，这就是 BOG(Boil of Gas)蒸发气体。故要求LNG储

4、罐有一个极低的蒸发率，要求储罐本身设有合理的安全放空系 统，否则BOG将大大增加，严重者使罐内温度、压力上升过快，直至储罐破裂。着火的危险性：天然气在空气中百分含量在5%15%(体积%)时，遇明火可产生爆燃。因此，必须 防止可燃物、点火源、氧化剂(空气)这三个因素同时存在。翻滚的危险性：通常储罐内的LNG长期静止将形成两个稳定的液相层，下层密度大于上层密度。 当外界热量传入罐内时，两个液相层引发传质和传热并相互混合，液层表面也开始蒸发，下层由于吸收了 上层的热量，而处于“过热”状态。当二液相层密度接近时，可在短时间内产生大量气体，使罐内压力急剧 上升，这就是翻滚现象。因此我们从安装、调试的过程

5、中我们把LNG的强大的自增压性能及储罐和管线在深冷条件下的收缩性 能做为两个关点开展工作：三、基于LNG以上的特性，我们采取了相应的安全保障的技术手段和措施，抓准关键点，确保在在调 试阶段和运营阶段有序进行，万无一失。首先，在调试阶段，预冷是最关键的一道工序，圆满完整预冷全过程才是工程真正的完工的标志;1、预冷的范围包括LNG低温贮罐，贮罐自增压器，卸车增压器，空温式主气化器及卸车区、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。预冷目的是要检验和测试低温设备和管道的 低温性能。检验低温材料质量是否合格 t 检验焊接质量;检验管道冷缩量和管托支撑变化，检验低温阀门的 密封性，

6、使储罐达到工作状态，测试储罐真空性能。两台立式储罐L= 50m3LNG储罐设计压力为0.5MPa， LNG的工艺管道材质主要是奥式体不锈钢材料。其收缩率约为千分之三，奥式体不锈钢材料具有优异的低 温性能，但线膨胀系数较大，对于304L的管路来说，在工作温度为-162C时，100m管路大约收缩300mm，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。任何一段管线不要形成为密闭空间。预冷的条件气化站现场除保冷工程以外站区所有工程必须全部完成，这其中包括土建工程、站区安装工程、消 防工程、自控系统及配电系统等。气化站所有设备的单机调试以及整个系统的调试已经完成，

7、防静电测试必须合格。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须合格。为确保安全，贮罐和管道的安全阀、压力表均须安装完成，并且是校验合格的，管道支架是否按要 求布置及固定。LNG储罐真空度检测合格并提供记录备案。(6 )各设备及工艺系统调压、计量等控制阀门及自控仪表供应厂家必须到位。预冷所需物资和人员(1)液氮 60t。便携式测温仪和含氧量检测仪。铜制紧固工具及与液氮槽车卸车口连接的快装接头。预冷人员所需工作服、工作鞋、防冻手套。预冷需要的手表和记录表格， 15min 记录一次。相应的指挥人员和操作工。预冷前的准备工作5.1 准备工作如下检查阀门，确认所有阀门处于关闭状态。确

8、认放空系统所有盲板拆除，放空系统畅通。打开所有安全阀根部阀，打开两个降压调节阀的前后阀。打开储罐气相放空根部阀。自动保护系统测试完好，全部投用。氮气系统投用，紧急切断阀全部打开。压力表根部阀全部打开。储罐液位计根部阀、气液平衡阀打开。用干燥氮气置换管道内的空气，防止预冷时阀门处有凝结水而冻住阀门。5.2 现场三查四定预冷前由建设单位牵头，汇同设计单位、施工单位、监理单位根据现场的实际生产操作、安全运行、 工艺控制的需要做好三查四定工作，为预冷工作顺利进行做好相应的基础工作。其中包括：查设计漏项：结合现场实际情况对设计施工图进行最后一次的严格审查，查看是否有设计中的漏项， 是否有需要补充的设计，

9、是否有需要改进的设计。查施工质量：首先要查看工艺管线在施工过程中是否与设计施工图有出入。然后进行全方位的外观 施工质量的检查，需要整改的应以书面形式提出并且要求立即整改。对于施工质量的内部检查，要求查看 安装材料的质量证明书、焊接材料的质量证明书、焊接工艺评定、无损检测报告、吹扫试压报告。查未完工项目：现场检查还有哪些项目属于计 划完工的而没有完工，还有哪些项目必须完工的还 没有完工，还有哪些项目影响预冷工作须利进的而没有完工，还有哪些没有做到位的需要继续做工作的项 目。定预冷流程：要制定一个详细、准确、可行的预冷工艺流程路线，在实施过程中必须做到万无一失。定方案措施：根据预冷工艺流程图，制定

10、出包 含每台设备、每条管线在内的预冷方案，并且制定 出的相应的应急措施。定操作人员：明确组织机构、操作人员岗位， 统一布置、统一指挥。尤其是操作人员要进行实际 操作演练，一切要做到思想到位、人员到位、动作到位。定预冷时间：为了能够使有限的液氮在规定的 时间内完成预冷任务，制定出每台设台和每条管线 的预冷时间。预冷工艺流程检验本项工程共包括气相预冷流程 5 个，液相预冷流程29 个。在整个工程中应注意：对每个罐进行真空度检测;液氮在储罐中存放不得少于48h。螺栓要紧固。每个罐预冷结束后，应注意压力表变化，若发现持续升高，应进行处理。检查卸车软管完好状况，管内无雨水、垃圾等杂物。软管连接到槽车上，

11、并检查连接是否牢固。关闭槽车阀门及卸车台卸液阀门，卸下软管，注意轻拿轻放，人员要躲开。关闭卸车台阀门后应将 此阀与止回阀间液体放空。储罐超装检查阀温度达到一 100C左右时，(无法测量温度时，以阀门管段凝霜为依据)充装液氮开始 进行液态预冷。充装液氮开始时液氮的气化率很高，产生的气体使贮罐内压上升，应密切注意压力上升速度，控制 液氮充装速度。当压力上升至0.45MPa时，开启自动式降压阀、手动放散阀或底部出液阀，从而降低贮罐 压力。当贮罐内压力不再上升或降低时，可下进液，并增大充液速度。充氮预冷过程中如发现有泄漏、设备材料发生问题时应及时关闭相应阀门，停止该段的预冷并标注 位置，及时报告，进行

12、处理。处理合格后方可再行预冷。预冷过程中和预冷后，必须注意观察设备材料性能、技术参数的变化，并进行书面记录。如贮罐某 种性能、技术参数发生突变，应及时通知贮罐生产厂家，同时停止对该贮罐进行预冷，在贮罐生产厂家书 面认可的前提下，才可继续对该贮罐进行预冷。现场所有仪表管线接头及一次仪表接头在气相置换时，需要全部开启进行长时间排放，以确保接头 末段在深度预冷时不发生冰堵现象。低温储罐压力及差压变送器活动接头部分由设备供应商负责在预冷时 进行排放。放空低温氮气的利用：液氮预冷时需要通过气相管放空低温氮气，这些低温氮气可以通过与其他 罐相连的气相管道，对其他储罐进行预冷，可以节约液氮。预冷过程中的检查

13、项目检查焊缝外观是否合格;检查低温材料有没有低温开裂现象;检查低温管道焊接部位有无裂纹，特别是法兰焊接部位;检查管道冷缩量和管托支撑变化;检查低温阀门的密封性和灵活性，检查是否冻住;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;对补偿器及管道弯头的变形量进行观测记录|预冷前、后对罐真空度进行检查记录。预冷时安全注意事项在密闭空间内液氮吸收外部热量将会导致压力急剧上升，因此在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。注意检查软管连接处是否出现泄露，人员应远离此处。注意观察管道及储罐压力上升情况。注意检查安全阀后有无结霜情况。参加预冷人员，应坚守岗位，不得串岗，听从指挥;

14、指挥人员需按规定着装，不得离岗。预冷应急预案和防窒息预冷过程中，一旦发生管道泄漏，应先停止充液，关闭贮罐的进出阀门，排放管道的残液，关闭相 应故，管段的阀门后，人员应迅速撤离泄露点周围3m之外，以防冻伤，等待相关单位处理。若能将其管 段隔离，在与业主协商并得到认可的情况下，可继续其他管线和贮罐的预冷。贮罐在进液前，须再一次进行LNG罐真空度的测量，并经生产厂家、业主、监理及施工单位四方 共同认可签字的前提下才可进液。在进液过程中，贮罐出现异常，施工方应及时通知业主现场负责人和贮罐生产厂家，并要求上述相 关人员必须在尽快赶到现场，共同协商解决。如果储罐压力异常升高，应立即关闭槽车气、液冲装阀，打

15、 开罐 体所有进、出液阀、手动BOG及超装检查阀和手动EAG和预留端部阀进行排放。现场人员如果出现冻伤、碰伤等人生伤害事应立即就送往附近医院救治。气化器如局部出现严重凝霜现象时，应关闭进液阀并确认设备蛇管是否有渗漏现象并检查处理。现场有两辆汽车备用。成立一个应急小组，由相关单位人员构成，商议意外情况的处理。通过精确的预冷工艺流程，严格控制管道施工工序以及正确的操作方法，我们使用了两天时间按计划 顺利完成了本次的预冷工艺。LNG 低温管道焊接及预冷工艺是我公司首次接触的工艺，它的成功，为我公司在今后为承接类似的低 温管道安装工程积累了丰富的施工经验，并且提供了先进的施工技术管理方法，其推广对提高

16、工程质量、 加快工程进度具有重要意义。在准备安全运营工作进行前期，需要认真执行和注意的事项分为以下几点：1、在安全方面制定了三个十大禁令及了防静电规定;人身安全十大禁令：安全教育和岗位技术考核不合格者，禁止独立上岗操作。不按规定着装或班前饮 酒者，禁止进入生产岗位和施工现场。不戴好安全帽者，严禁进入抢修、施工现场或交叉作业现场。未办 理安全作业票，严禁进入容器、罐、下水井、电缆沟等有害、缺氧场所作业。未办理安全作业票及不系安 全带者，严禁高处作业。未办理维修工作票，严禁拆卸停用的与系统连通的管道机泵等设备。未办理电气 作业“三票”，严禁电气施工作业。未办理施工破土工作票，严禁破土施工。机动设备

17、或受压容器的安全附 件中，防护装置不齐全好用，严禁启动使用。机动设备的转动部件，在运转中严禁擦洗或拆卸。防火、防爆十大禁令：严禁在设施区域内吸烟及携带火种和易燃易爆、有毒、易腐蚀物品入站。严禁 未按规定办理用火手续，在设施区域内进行施工用火或生活用火。严禁穿易产生静电的服装进入设施区域 工作。严禁穿带铁钉的鞋进入设施区域工作。严禁用油等易挥发溶剂擦洗设备、衣物、工具及地面等。严禁未经批准的各种机动车辆进入生产装置区、罐区及易燃易爆区。严禁就地排放易燃易爆物料及化 学危险品。严禁在生产装置区、罐区及易燃易爆区用黑色金属或易产生火花的工具敲打、撞击和作业。严 禁堵塞消防通道及随意挪用或损坏消防设施

18、。严禁损坏设施区域各类防爆设施。防止中毒窒息十条规定： 对从事有毒作业，有窒息危险人员必须进行防毒急救安全知识教育。工作环 境设备容器、井下、地沟罩、氧含量必须达到 20%以上，毒害物质浓度符合国家规定时，方可进行工作。 场所作业时，必须佩带防护工具，且有人监护。进入缺氧或有毒气体设备内作业时，应将与其相通的管道 加盲板隔绝。对有毒有害场所氧含量情况要定期检查，使之符合国标。有毒或窒息危险的岗位要判定防救 措施和设置，相应的防护用具。各类有毒物品的设备、仪器要定期检查，保持良好。检测毒害物质的设备 仪器要定期检查，保持良好。生人员中毒、窒息时，处理及救护要及时、正确。有毒有害物质管理制度， 并

19、严格执行。长期达不到规定卫生标准的作业场所，应停止作业。防止静电危害的规定：严格按规定的流速输送易燃易爆介质。易燃易爆介质输送停止后，须按规定静 止一定时间，方可进行检尺测量，采样等作业。严禁穿易产生静电的服装进入易燃易爆区，尤其不得在该 区穿、脱衣服或用化纤物擦拭设备。容易产生化纤和粉体静电的环境，其温度必须控制在规定界限内。易 燃易爆区，易产生化纤和粉体静电的装置，必须做好设备防静电接地，混凝土的装置、设备、橡胶地板、 导电鞋等要符合规定。易产生静电设备的装置必须设静电消除器。防静电措施和设备，要指定专人定期进 行检查，并登记存档。新产品、设备、工艺和原材料的投用，必须对静电情况做出评价，并采取相应的消 除静电措施。2、在主要技术环节方面为确保万无一失，确保在操作过程中不出疏漏，编制了 LNG安全运行手册并 制定了如下规定：第一，根据LNG的特点，我们制定了相关操作项目的操作规程。要求员工正确把以下几个操作流程烂 熟于心，并能正确流畅的进行操作;如图所示，可以编制出卸车操作规程灌装操作规程倒灌操作 规程小流量