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對LNG導(dǎo)壓管設(shè)計安裝的研究

  
評論: 更新日期:2015年04月03日

  對于LNG工程來說,其在很多地方都需要對壓力進行測量。比如對儲罐壓力以及管線壓力還有流量和儲罐液位。但是因為工程特殊性,壓力測量問題的解決是一個難點問題。對其壓力進行測量,最關(guān)鍵的是對導(dǎo)壓管進行設(shè)計和安裝。就目前情況來說,LNG工程在我國沒有太長的發(fā)展時間,一般都是參考國外的設(shè)計方案,但是經(jīng)常因為沒有正確理解,導(dǎo)致設(shè)計安裝中出現(xiàn)各種問題。
    設(shè)計安裝
    1.1引壓閥的角度
    過程管道內(nèi)的殘液,尾氣或沉淀物等流入導(dǎo)壓管內(nèi)是產(chǎn)生壓力測量誤差或堵塞的主要原因,要消除這些影響,引壓閥的方向常規(guī)做法如下:
    過程流體是氣體時,引壓方向為垂直向上或垂直方向上方45度之內(nèi)。
    過程流體是液體時,引壓方向為水平方向或水平方向的下方45度之內(nèi)。
    過程流體是蒸氣時,引壓方向為水平方向或水平方向的上方45度之內(nèi)。
    但如果測量LNG的壓力,就不能按照上面的方法來設(shè)置。因為LNG的壓力測量是通過氣化(使液體變成氣體)來測量,這就需要稍作變通,引壓方向應(yīng)為水平方向的上方5°~10°之內(nèi)。這是為了能把LNG氣化后的氣體封住在導(dǎo)壓管里,又盡量避免導(dǎo)壓管里的液柱變化太大,影響測量準(zhǔn)確性。
    1.2引壓閥與變送器的相對位置
    如果殘液或殘氣滯留在引壓管內(nèi),則需定期打開排液閥(或排氣閥)清除,由于該項工作會暫時給壓力表測量帶來影響,因此最好在配管時就做到,能使殘液或殘氣能自動回流到過程設(shè)備或管道中。常規(guī)做法如下:
    過程流體是氣體,原則上變送器的位置高于引壓閥。
    過程流體是液體,原則上變送器的位置低于引壓閥。
    測量LNG壓力其實是測量氣化后的氣體壓力,變送器的位置應(yīng)高于引壓閥。這樣避免液相流向壓力變送器,保證壓力變送器不要損壞。
    1.3導(dǎo)壓管的走向
    測量LNG壓力,導(dǎo)壓管從取壓口開始,應(yīng)先水平走600mm以上,要有1:20坡度,然后再往上走一小段,往上走的距離盡量短。液態(tài)的天然氣從取壓口出來,吸收空氣的熱量,開始?xì)饣?,為了保證測量的準(zhǔn)確,就必須使LNG在水平管段保持氣液兩相,液相不能上升到垂直管段,也不能退回到取壓口,否則由于液柱的存在,造成測量結(jié)果的偏移。水平管段的長度保證讓液態(tài)的LNG充分氣化,使其溫度升高到壓力變送器可以承受的溫度范用之內(nèi)。為了讓LNG不能流向儀表端,水平管段要稍有一點坡度。但導(dǎo)壓管的傾斜角度要求比較嚴(yán),不能太大,也不能太小。如果坡度太大,就會使液柱高度范圍變大,形成測量誤差。如果坡度太小,氣泡就容易向主管線里冒,就會造成熱交換加劇,產(chǎn)生大量的蒸發(fā)氣,而且測量值波動較大。根據(jù)工程經(jīng)驗,坡度為1:50~1:100 之間比較合適。
    1.4測量LNG儲罐的壓力
    低溫的LNG儲罐需要測量罐內(nèi)的壓力與大氣壓力的差壓,這個壓力非常小。用差壓變送器測量微壓時,低壓側(cè)的導(dǎo)壓管接口應(yīng)聯(lián)通大氣壓,如果變送器的周圍有風(fēng),基準(zhǔn)壓力有變化,測量壓力時會產(chǎn)生誤差。此時請把變送器置于箱內(nèi),或在低壓側(cè)配上導(dǎo)壓管,并將導(dǎo)壓管一端插進帶有底板的筒狀防風(fēng)盒內(nèi)。
    1.5保冷材料的安裝
    導(dǎo)壓管從取壓口開始,水平管段的前半段,需要做保冷,保冷長度約為300mm。發(fā)泡橡膠不透水,但要避免紫外線照射,因此不用做防潮層,只需做外護層。
    1.6導(dǎo)壓管固定
    導(dǎo)壓管較長時,應(yīng)固定在支架上,以防止振動。
    1.7導(dǎo)壓管的配管示例
    (1)壓力變送器應(yīng)低于取壓口。在LNG加注站用差壓方式測量儲罐的液位是發(fā)現(xiàn)這種情況。這樣低溫液體將直接進入儀表,在環(huán)境溫度下立即氣化,形成氣體,進入設(shè)備里。如此反復(fù)循環(huán),一方面形成對流,不斷冒泡,致使儀表指示波動,測量不準(zhǔn)確,出現(xiàn)假液位等,同時大量產(chǎn)生bog,另一方面儀表直接接觸低溫液體,容易發(fā)生脆裂,有泄漏的危險。
    (2)沒有安裝泄壓閥。這樣維修儀表就較麻煩。
    (3)導(dǎo)壓管過短,低溫介質(zhì)來不及氣化。乙烯裝置低溫介質(zhì)(主要指冷區(qū)、丙烯分餾塔和乙烯分餾塔以及各自的回流罐等)。常規(guī)裝置液位測量中,設(shè)備中的介質(zhì)狀態(tài)和測量管路中的介質(zhì)狀態(tài)是相同的,并且液位變送器的膜盒必須等于或低于設(shè)備下取壓口。導(dǎo)壓管從取壓口引出必須水平或向下,不能出現(xiàn)假液位??墒且蚁┭b置低溫介質(zhì)的液位測量有自己的特殊性。
    低溫介質(zhì)的液位測量如果按照常規(guī)液位測量設(shè)計和施工,但是在開車的過程中儀表就會出現(xiàn)液位測量不準(zhǔn)確(主要現(xiàn)象:儀表剛投上開始,較為準(zhǔn)確,隨著時間的增長8分鐘、10分鐘,液位指示值就與實際值相差20%-40%),最后經(jīng)設(shè)計院和用戶專家研究,找出原因,就是儀表導(dǎo)壓管和變送器的安裝錯誤造成的。分析原因如下:
    第一,介質(zhì)進入導(dǎo)壓管后,由于外界溫度影響,介質(zhì)溫度升高,開始汽化,但是汽化不充分,形成氣液兩相。
    第二,由于導(dǎo)壓管向下,使得液體不能夠倒流入設(shè)備,導(dǎo)致導(dǎo)壓管內(nèi)氣液相界面不穩(wěn)定。
    最后液位變送器的儀表導(dǎo)壓管全部進行修改,從一次閥后先向上傾斜,傾斜距離能夠滿足冷態(tài)介質(zhì)能充分汽化,保證沒有汽化的液相能夠倒流入設(shè)備。修改后投用一次成功。
    投產(chǎn)維護
    考慮到LNG具有低溫特性,若是在導(dǎo)壓管中存在水分,就會使導(dǎo)壓管出現(xiàn)冰堵現(xiàn)象。所以當(dāng)儀表導(dǎo)壓管在試壓工作完成之后,還要做好干燥處理,使用氮氣或者是儀表風(fēng)對其進行吹掃,確保其干凈。
    如果試壓合格,沒有漏,并不代表在投產(chǎn)之后不會出現(xiàn)泄露的現(xiàn)象,在投產(chǎn)之后,低溫介質(zhì)流入,儀表管閥件就會出現(xiàn)溫度降低的現(xiàn)象,這時材料發(fā)生收縮現(xiàn)象,法蘭以及卡套接頭的地方就會出現(xiàn)松動現(xiàn)象,最終導(dǎo)致泄露現(xiàn)象的發(fā)生。冷緊是很重要的,在試車時,要由專人對儀表做好巡檢冷緊。
    冷系統(tǒng)中的儀表在安裝時,使用的螺栓與墊片是嚴(yán)格按照相關(guān)溫度等級進行選定的,在具體的使用過程中,要按施工圖進行對號入座,避免出現(xiàn)代用現(xiàn)象。

    要想在LNG工程中,做好壓力測量工作,就要對工程特性以及壓力測量的具體原理進行理解,這樣才能將工作中的各種問題及時解決。
 

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