大型液化天然气储罐干燥惰化与质量控制浅析.pdf

扬帆 张 超 陈锐莹 付春艳 l 冲 海石油气电集团有限责任公司北京1 0 0 0 2 7 ； 2 ． 中国国际工程咨询公司北京1 0 0 0 4 8 E c T e c h n 0 lo g v 工程技术 与 摘要大型液化天然气 L N G 储罐开车预冷前， 需使用高纯度氮气对储罐进行干燥和惰化， 将储罐内空气排除， 使储罐内 露点温度和氧气浓度参数满足设计要求。 本文以国内某已建 l 6 万 m 大型 L N G储罐项目 为例 ， 对储罐开车前干燥 惰化工艺流程进行了介绍， 对质量控制要求进行了说明， 同时对一般项目罐底吹扫置换困难现况提出了改进意见。 关键词液化天然气储罐干燥惰化质量控制 中图分类号 T E 8 2 1 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 2 9 3 2 3 2 0 1 5 0 4 0 0 7 1 0 3 为了保证大型液化天然气 L NG 储罐干燥、 置换和冷却工 程进度和质量满足总包要求， 避免可燃混合物形成的危险， 在向 储罐引人液态 L NG之前， 需使用高纯度氮气对储罐进行干燥和 惰化“ 】 ， 将储罐 内空气排除， 使储罐内露点温度和氧气浓度参数 满足设计要求， 并用氮气保持储罐在一定压力， 最后使用环境温 度下的 L NG气体对储罐 内的氮气进行置换并对储罐进行预冷 试车【 2 1 。 本文以某项 目已建 1 6 万 m 大型 L NG储罐为例， 对储罐 开车前干燥惰化与质量控制等技术方面进行介绍。 1大型 L N G储罐干燥惰化介绍 当内罐壁板和铝平台保冷及环形空间珍珠岩填充测试合格 后 ， 将储罐和所有工艺管线阀门封闭， 用高纯度干燥氮气对储罐 进行干燥和置换并保持一定压力 ，最后使用环境温度下的 L NG气体对储罐内的氮气进行置换并对储罐进行预冷试车。图 1 为储罐干燥惰化分区划分示意图 1 ． 1干燥惰化工艺流程 按照氮气置换先后顺序 ， 分为 1 内罐 、 及拱顶空间 A区 域 ， 2 环形空间 B区域 ； 3 上部罐底保冷 c区域 ； 4 下部 罐底保冷 D区域 ； 5 工艺管道、 罐内接管 E区域 。 1 ． 2干燥惰化目标控制要求 欧洲标准 E N1 4 6 2 0以及一般设计规定 ， 干燥惰化目标控制 要求如下表 1 所示。 图 1储罐干燥惰化 置换 分区示意图 l 2 图 2储罐干燥情化工艺流程图 储罐底部泡沫玻璃砖绝热层上、 下部都是混凝土找平层 ， 罐 底在氮气置换过程中，混凝土分子 中不断渗出水分子蒸汽， 后 石 油 化 工 建 设 2 0 1 5 ． 0 4 I 7 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 度 要求≤4 ％ ， 当 N6 、 N1 3 排气阀气体氧气浓度都 ≤4 ％时， 露 点低于 0 * C时，储罐置换合格完毕，通过调节氮气供气控制阀 门， 调节储罐压力保持在 1 0 ～1 5 K p a ， 防止外界空气进入储罐 内 部 ，每 天对罐 内氮气压 力进行监测和 记录并使用外部氮 气源调 节保持要求压力范围， 直到储罐与正式阀门和工艺管道连接。 3 ． 5工艺 管道及接管 E区域 干燥惰化 在进行内罐空间区域 A和环形空间区域 B时， 即可打开储 罐拱顶泵柱、进液管、 DC S系统等工艺管道的阀门进行干燥和 置换工作。 管道干燥和置换时， 按照每组工艺管线系统 ， 先主管后支管 的顺序依次进行，最后打开放空排凝 以及压力表的控制阀门进 行干燥和排放该盲点内空气 ，排放点氧气浓度和露点测试合格 后关闭相应管 口阀 门。 每 2 h测量一次管口的氧气含量和露点， 当氧气含量≤4 ％， 露点温度≤一 2 0 ℃时， 工艺管道吹扫完毕。 4质量控制要求 L NG储罐在氮气置换和干燥完成后 ， 将储罐加压至 l O k P a 左右 ， 并保持在这 个压 力之下 。在保持压力 期间 ， 安 全阀和真空 阀设备处于正常备用状态。 根据气温和气压的变化， 罐内压力微 小变 化是可 以接受的 。氮气置换过程 中， 确保 以下要求 1 氮气干燥和置换用设备仪表， 在正式作业前经过标定或 调试 ，处于合格使用状态 ，且设 备型号和能力 完全 满足设计要 求。 2 氮气温度、 露点、 纯度等技术参数应满足设计要求且具 有气体检测报告。 3 氮气干燥和置换临时管线型号、 布置工艺及气密和强度 试验结果满足要求。 4 储罐干燥和氮气置换过程， 严格执行设计要求的工艺流 程， 并对储罐压力和温度监测， 确保作业过程处于受控状态。 5 确保所有操作人员正确使用氧含量和露点检测仪 ， 在置 换过程中对储罐各区域氧气成分和露点进行监视，并将所有参 数进行记录分析 。 6 先对储罐进行氮气干燥， 然后进行氮气置换 ， 连续 3次 广 鱼 工 工程技术 取样气体检测数据都满足设计要求后， 才允许进行下一步工作。 7 考虑到储罐容量大和结构复杂性， 初次吹扫和干燥不可 能完全均匀到位 ， 这就要 求在 对储罐干燥置换后 ， 仍需要定期进 行露点和氧含量检测 ， 如果 发现露点或氧气含量不合格 ， 需要继 续进行干燥和置换工作。 5结论和建议 以国内某已建大型 L NG储罐干燥惰化为例， 期问储罐与接 收站连接管道罐顶关断阀全部关闭，储罐罐体置换达到要求用 了 2 0 ～2 2 d左右达到规范要求罐内露点≤- 2 0 C、环形空间≤ 一 1 0 ℃要 求 ，氧气浓度在 置换开始 9 d左 右达到设计 要求 4 ％要 求。 但罐底保冷层区域 C 、 D区域 干燥效果较差。氮气回路虽 然在混凝土上表面流通过程不断携带混凝土中自由水 以及结 合晶体水 ， 但是混凝土里面的结合水不断散出量和外表面携带 出去量后来逐渐达到动态平衡 ，因为混凝土中结合水很难在常 温置换中干燥，所以后期效果不太理想，露点也很难降下来。 考虑实际过程中各种因素的影响，针对底部保冷层和混凝土找 平层置换效果不佳的情况， 提出以下几点建议 1 严格进行施工过程控制， 错开玻璃砖以及毛毡之间的相 邻间隙， 控制间隙大小， 避免出现过大的通孔。底部混凝土找平 层尽量在完全干燥后进行下一道工序作业。 2 罐底 玻璃砖上表 面找平层 可以改成 千沙结构 ； 罐底保冷 结构可以改为内罐二层底上面布置承压环梁结构，这样上部中 心区域找平层也可以用干沙代替， 降低了氮气置换阶段难度。 参考文献 1李海润 ，徐嘉爽 ，李兆慈 ．全容 式 L NG储罐罐体温度场计算及分析 [ J 】 ．天然气与石油．2 0 1 2 ，6 0 4 1 5 1 9 ． 2吴旭维 ， 吴志 星， 胡云峰 ．大型 L NG 低温储罐的干燥与置换[ J 】 ． 煤气 与热力 ． 2 0 1 2 ，3 2 7 B 0 4 -B 0 7 ． 3王冰等 ．大型低 温 L NG 储罐设计 与建造技术的新进展[ J ] ． 天然气工 业． 2 0 1 0 ，3 0 5 1 0 8 - 1 1 2 ． 4苏娟， 周美珍， 余建星， 魏会东， 泄露工况下大型L NG预应力混凝土储 罐低温分析[ J 】 ，低温工程．2 0 1 0 ， 1 7 6 4 4 7 5 2 ． 收稿 日期 2 0 1 4 1 2 1 3 石 油 化 工 建 设 2 0 1 5 ． 0 4 l 7 r3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m