1、LNG 培训资料LNG 站投运前的准备 LNG 站竣工验收合格正式投运前,对整个工艺系统必须进行干燥预冷模拟试运行惰化天然气置换氮气(即钝化 )。1、干燥和预冷 干燥就是利用氮气将供气站工艺系统设备、管道中的水分置换出去,避免系统内的水分在低温下冻结,堵塞和损坏设备、管道与阀门。干燥前,工艺系统应完成吹扫、试压、仪表联校、安全阀就位并校验铅封、设备与管道保冷完毕。2、系统模拟试运行、惰化与置换 模拟试运行的目的是利用-196的液氮对 LNG 工艺系统进工艺参数调试和运行性能检验。由于液氮温度低达-196系统出现白雾处即为泄漏点 ,需处理。用液氮模拟试运行大大提高在 LNG 工况参数下系统的运行
2、可靠性。LNG 站操作技术LNG 卸车工艺 通过公路槽车或罐式集装箱车将 LNG 从气源地运抵用气城市 LNG 站后,利用槽车上的空温式升压气化器将槽车储罐升压到 0.6MPa(或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集装箱车进行升压),同时将储罐压力降至约 0.4MPa,使槽车与 LNG 储罐间形成约 0.2MPa 的压差,利用此压差将槽车中的 LNG 卸入站储罐内。卸车结束时 ,通过卸车台气相管线回收槽车中的气相天然气。LNG 储罐的自动增压 靠压力推动,LNG 从储罐中流向空温式气化器 ,气化后供应用户。随着罐内 LNG 的流出,罐内压力不断降低,LNG 出罐速度逐渐变慢直至停止。因此,正常
3、运营操作中须不断向储罐补充气体,将罐内压力维持在一定范围内,才能使 LNG 气化过程持续下去。储罐的增压是由自力式增压调节阀和小型空温式气化器组成的自动增压系统来完成的。运行中常出现因开启压力调试不当,致使新安装的增压阀形同虚设,操作人员不得不打开旁通管进行人工增压的情况。人工增压时,应缓慢打开增压气化器液相进口阀,防止阀门开大而导致事故。曾经发生手工增压时增压气化器液相进口阀开度过大,大量 LNG 涌入增压气化器后不能完全气化,以气液两相状态进入增压气化器出口管道并冲出安全阀喷射在 LNG 储罐外壁,将储罐外罐冻裂 350mm 的事故。因此,应尽可能采用自力式增压阀自动增压。LNG 储罐的压
4、力控制 储罐的正常工作压力由自力式增压调节阀的定压值(后压 )所限定和控制。储罐的允许最高工作压力由设置在储罐气相出口管道上的自力式减压调节阀定压值(前压) 所限定和自动控制。 当储罐正常工作压力低于增压阀的开启压力时,增压阀开启自动增压;当储罐允许最高工作压力达到减压阀设定开启值时,减压阀自动开启卸压,以保护储罐安全。 为保证增压阀和减压阀工作时互不干扰,增压阀的关闭压力与减压阀的开启压力不能重叠,应保证 0.05MPa 以上的压力差。例如,若增压调节阀的关闭压力设定为 0.693MPa,则减压调节阀的开启压力为 0.76MPa。考虑两阀的实际制造精度,合适的压力差应在现场安装阀门时精心调试
5、确定LNG 储罐的超压保护 LNG 在储存过程中会由于储罐的“环境漏热”而缓慢蒸发,导致储罐的压力逐步升高,最终危及储罐安全。因此,设计上采用在储罐上安装自力式减压调节阀、压力报警手动放空、安全阀起跳三级安全保护措施来进行储罐的超压保护。国内普遍使用的最高工作压力为 0.80MPa、单罐公称容积为 100m3 的真空压力式储罐,减压阀的最高开启压力设定为 0.76MPa,报警压力设定为 0.78MPa,储罐安全阀的开启压力和排放压力分别设定为 0.8MPa 和 0.88MPa。其保护顺序为:当储罐压力升到减压阀设定值时,减压阀自动打开泄压;当减压阀失灵罐内压力升至压力报警值 0.78MPa 时
6、,压力报警,手动放散卸压;当减压阀失灵且未能手动放散 ,罐内压力升至 0.80MPa 时,储罐安全阀开启,至排放压力 0.88MPa 时,安全阀排放卸压。这样既保证了储罐的安全,又充分发挥了储罐的强度储备(储罐设计压力为 0.84MPa)。随着安全阀的排放,当罐内工作压力降低到安全阀排放压力的 85%时,安全阀自动关闭将储罐密封。正常操作中不允许安全阀频繁起跳。LNG 储罐的过量充装与低液位保护 LNG 的充装数量主要通过罐内的液位来控制。在储罐上装设有测满口和差压式液位计两套独立液位系统,用于指示和测量储罐液位。此外,还装备有高液位报警器(充装量 85%)、紧急切断(充装量 95%)、低限报
7、警 (剩余 10%LNG)。储罐高液位(最大罐容)95% 是按工作压力条件下饱和液体的密度设定的,实际操作中须针对不同气源进行核定(下调) 。LNG 的翻滚与预防 作为不同组分的混合物,LNG 在储存过程中会出现分层而引起翻滚,致使 LNG 大量蒸发导致储罐超压,如不能及时放散卸压,将严重危及储罐的安全。 大量研究证明由于以下原因引起 LNG 出现分层而导致翻滚 : 由于储罐中先后充注的 LNG 产地不同组分不同因而密度不同 ; 由于先后充注的 LNG 温度不同而密度不同 ; 先充注的 LNG 由于轻组分甲烷的蒸发与后充注的 LNG 密度不同。防止罐内 LNG 出现分层常用的措施如下：(1)将
8、不同产地的 LNG 分开储存。(2)为防止先后注入罐中的 LNG 产生密度差,采取以下充注方法 :槽车中的 LNG 与罐中 LNG 密度相近时从储罐的下进液口充注 ;槽车中的轻质 LNG 充注到重质 LNG 储罐中时从储罐的下进液口充注 ;槽车中的重质 LNG 充注到轻质 LNG 储罐中时,从储罐的上进液口充注。(3)储罐中的进液管使用混合喷嘴和多孔管,可使新充注的 LNG 与原有 LNG 充分混合。(4)对长期储存的 LNG,采取定期倒罐的方式防止其因静止而分层。LNG 站运营安全管理LNG 站运营安全管理的基本要求是: 防止 LNG 和 NG 泄漏与空气形成可燃的爆炸性混合物; 在储罐区、
9、气化区、卸车台等可能产生天然气泄漏的区域均设置可燃气体浓度监测报警装置; 消除引发燃烧、爆炸的基本条件,按规范要求对 LNG 工艺系统与设备进行消防保护; 防止 LNG 设备超压和超压排放 ; 防止 LNG 的低温特性和巨大的温差对工艺系统的危害及对操作人员的冷灼伤。必须制定严格的安全措施,认真落实安全操作规程,消除潜在危险和火灾隐患。供气站站长应每日定时检查站内生产设备和消防设施。LNG 潜在的危险性LNG 虽是在低温状态下储存、气化，但和管输天然气一样，均为常温气态应用，这就决定了 LNG 潜在的危险性： (1)低温的危险性 (2)BOG 的危险性 (3)着火的危险性 (4)翻滚的危险性L
10、NG 站工艺设计的合理性和全面性 1）LNG 站应有全理的工艺流程 2）LNG 站应有完善的运行功能（措施） 3）LNG 站应有可靠的安全措施 4）LNG 站的储存设备、气化设备、输送设备制造安装质量要精良LNG 站的安全技术管理 LNG 固有的特性和潜在的危险性，要求我们必段对 LNG 站进行合理的工艺、安全设计及设备制造，这将为搞好 LNG 站的安全技术管理打下良好的基础。1）LNG 站的机构与人员配置 应有专门的机构负责 LNG 站的安全技术基础；同时应配备专业技术管理人员；要划清各生产岗位，并配齐岗位操作人员。不论是管理人员，还是岗位操作人员均应经专业技术培训，经考核合格后方可上岗。2
11、）技术管理（1）建立健全 LNG 站的技术档案 包括前期的科研文件、初步设计文件、施工图、整套施工资料、相关部门的审批手续及文件等。（2）制定各岗位的操作规程 包括 LNG 卸车操作规程、LNG 储罐增压操作规程、LNG 储罐倒罐操作规程、LNG 空浴（水浴）气化（器）操作规程、BOG 储罐操作规程、消防水泵操作规程、中心调度控制程序切换操作规程、 LNG 进（出）站称重计量操作规程、天然气加臭操作规程等。3）生产安全管理（1）做好岗位人员的安全技术培训 包括 LNG 站工艺流程、设备的结构及工作原理、岗位操作规程、设备的日常维护及保养知识消防器材的使用与保养等，都应进行培训，做到应知应会。（
12、2）建立各岗位的安全生产责任制度，设备巡回检查制度这也是规范安全行为的前提。如对长期静放的 LNG 应定期倒罐并形成制度，以防 “翻滚 ”现象的发生。（3）建立健全符合工艺要求的各类原始记录：包括卸车记录、 LNG 储罐储存记录、中心控制系统运行记录、巡检记录等，并切实执行。（4）建立事故应急抢险救援预案 预案应对抢先救援的组织、分工、报警、各种事故（如 LNG 少量泄漏、大量泄漏、直至着火等）的处置方法等，应详细明确。并定期进这行演练，形成制度。（5）加强消防设施的管理 重点对消防水池（罐） 、消防泵、 LNG 储罐喷淋设施、干粉灭火设施、可燃气体报警设施要定期检修（测） ，确保其完好有效。
13、（6）加强日常的安全检查与考核 通过检查与考核，规范操作行为，杜绝违章，克服麻痹思想。如 LNG 的卸车就值得规范，从槽车进站、计量称重、槽车就位、槽车增压、软管连接、静电接地线连接、LNG 管线置换、卸车卸车完毕后余气的回收、槽车离位以及卸车过程中的巡检、卸车台（位）与进液储罐的衔接等等，都应有一套完整的规程要求。4、设备管理 由于 LNG 站的生产设备（储罐、气化设备等）均为国产，加之规范的缺乏，应加强对站内生产设施的管理。1）建立健全生产设备的台账、卡片、专人管理，做到帐、卡、物相符 LNG 储罐等压力容器应取得压力容器使用证 ；设备的使用说明书、合格证、质量证明书、工艺结构图、维修记录
14、等应保存完好并归档。2）建立完善的设备管理制度、维修保养制度和完好标准 具体的生产设备应有专人负责，定期维护保养。3）强化设备的日常维护与巡回检查 (1)LNG 储罐：外观是否清洁；是否存在腐蚀现象；是否存在结霜、冒汗情况；安全附件是否完好；基础是否牢固等。 (2)LNG 气化器：外观是否清洁；（气化）结霜是否无均匀；焊口是否有开裂泄漏现象；各组切换（自动）是否正常；安全附件是否正常完好。 (3)LNG 工艺管线：（装）卸车管线、 LNG 储罐出液管线保温层是否完好；（装）卸车及出液气化过程中工艺管线伸缩情况是否正常，是否有焊口泄漏现象；工艺管线上的阀门（特别是低温阀门）是否有泄漏现象；法兰连
15、接下是否存在泄漏现象；安全附件是否完好。 (4)对设备日常检验过程中查出的问题都不能掉以轻心，应组织力量及时排除。4）抓好设备的定期检查(1)LNG 储罐： 储罐的整体外观情况（周期：一年） ；真空粉末绝热储罐夹层真空度的测定（周期：一年）；储罐的日蒸发率的测定（可通过 BOG 的排出量来测定） （周期可长可短，但发现日蒸发率突然增大或减小时应找出原因，立即解决） ；储罐基础牢固、变损情况（周期：三个月） ；必要时可对储罐焊缝进行复检。同时，应检查储罐的原始运行记录。 (2)LNG 气化器：外观整体状况；翅片有无变形，焊口有无开裂；设备基础是否牢固；必要时可对焊口进行无损检测。检查周期：一年。
16、 (3)LNG 工艺管线：根据日常原始巡检记录，检查工艺管线的整体运行状况，必要时可检查焊口；也可剥离保冷层检查保冷情况；对不锈钢裸管进行渗碳情况检查。 （检查周期：一年） (4)安全附件：对各种设备、工艺管线上的安全阀、压力表、温度计、液位表、压力变送器、差压变送器、温度变送器及连锁装置等进行检验。检验周期：一年。值得说明的是，上述安全附件的检验应有相应检验资质的单位进行。 (5)其他：防雷、防静电设施的检验一年两次。其他设备、设施也应及时定期检查。浅析液化天然气 (LNG)气化预冷技术一、LNG 气化工艺 LNG 气化是下游天然气应用时采用的主要模式，主要作用是储存、气化和输送 LNG。主
17、要包括卸车台、低温储罐、增压系统、气化系统及调压、计量和加臭系统。二、预冷的必要性 LNG 气化 低温管道和低温储罐在正式进入低温液体前，要首先进行充分的冷却，即预冷过程。LNG 储罐及管路通常采用奥氏体不锈钢材料。奥氏体不锈钢具有优异的低温性能，但线膨胀系数较大。在 LNG 温度条件下，不锈钢收缩率约为千分之三，对于 304L 材质管路，在工作温度为-162时， 100m 管路大约收缩 300mm。因此在设计时要采取措施防止出现冷收缩引起破坏。 LNG 管路的收缩和补偿是一个需要细心考虑的重要问题。两个固定点之间，由于冷收缩产生的应力，可能远远超过材料的屈服点。特别是对于 LNG 储罐内的管
18、道要求更加严格，一旦出现问题，将会产生严重后果。因此在管路设计时，必须考虑有效的措施来补偿。在LNG 设备和管路上，为了补偿冷收缩，一般采用弯管和膨胀节。 虽然在设计时考虑了冷收缩的补偿，但是在温度变化速率较大时，还存在温度变化过快、热应力过大而使材料或连接部位产生损坏的问题。这就要求在低温管道和设备进入低温液体前，首先进行预冷操作，确保投运安全。三、预冷目的检验和测试低温设备和管道的低温性能，包括： (1)检验低温材料质量是否合格 (2)检验焊接质量 (3)检验管道冷缩量和管托支撑变化 (4)检验低温阀门的密封性 (5)使储罐达到工作状态，测试储罐真空性能四、预冷前的管道吹扫1、预冷前管道吹
19、扫的重要性 预冷前的管道吹扫一定要干净。如果吹扫不干净，将会导致阀门冻结。由于低温管道的阀门大多为焊接，法兰很少，不利于管道吹扫。因此吹扫一定要采取措施，严格控制。2、吹扫合格标准 气流以 20ms 速度吹向管道口附近放置的附有半湿白色毛巾的垫板，毛巾上无灰尘和杂质为合格。3、管道吹扫原则 (1)施工中实行分段吹扫，分段以焊接阀门为界，注意管道施工后要及时密封，防止杂物和雨水进入。 (2)为防止碳钢管道内的铁锈、焊渣进入低温管道，碳钢管道不能向低温管道吹扫。 (3)不能向储罐内吹扫，由罐内向外吹扫。 (4)不能吹扫任何仪表设备。 (5)由于要吹扫，在安装时应当使用临时垫片，在气密前更换正式垫片
20、。 (6)在吹扫时要敲击管道表面和焊接部位。 (7)根据各站工艺流程制定具体吹扫方案。五、预冷所需物资 (1)液氮 (2)便携式测温仪和便携式可燃气体报警仪 (3)铜制紧固工具及与液氮槽车卸车口连接的快装接头 (4)预冷人员所需工作服、工作鞋、防冻手套 (5)预冷需要的手表和记录表格，15 分钟记录一次六、预冷前准备工作 (1)检查阀门，确认所有阀门处于关闭状态。 (2)确认放空系统所有盲板拆除，放空系统畅通。 (3)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。 (4)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。 (5)压力表根部阀全部打开。
21、储罐液位计根部阀、气液平衡阀打开。 (6)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。七、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。根据有关的操作经验，冷却速率在 50h 比较安全。八、预冷主要步骤1、先用低温氮气预冷 (1)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，并检查连接是否牢固。 (2)将槽车压力升高，打开槽车气相阀门，检查软管连接处有无泄漏。 (3)向储罐内缓慢冲入低温氮气，待储罐压力上升至 02MPa，关闭卸车台卸液阀门，储罐保冷 15min 后，打开储罐气相手动放空阀，排空氮气。升降压反复进行。
22、 (4)判断储罐内部温度，通过测满阀放出气体，用温度计测定，至预期值时，气体预冷工作完成。2、液氮预冷 (1)将储罐压力放空至微正压，关闭下部进液阀。关闭液位计平衡阀，投用液位计。 (2)缓慢打开槽车液相阀至较小开度，缓慢关小槽车气相阀，使液氮从储罐上部进液少量。控制卸车台阀门开度，轻微开启较小开度，使压力保持在 03MPa。储罐压力升高至 02 MPa03MPa，要及时关闭卸车台阀门，打开储罐气相手动放空泄压。反复进行此操作。 (3)通过测满阀放出气体，测量温度达到一定温度，或液位计有液位指示，可慢慢打开储罐下部进液紧急切断阀前后阀，上下同时进液。进液过程中要密切观察记录储罐压力，防止压力升
23、高。压力升高要及时关闭下部进液阀。用手感觉储罐外体温度，确认储罐无问题。 (4)储罐的液位计达到一定值时，进液结束。 (5)储液任务完成后，关闭槽车液相阀门，打开槽车气相阀门，向储罐吹扫卸液管线。 (6)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问液体放空。 (7)关闭储罐气相手动放空阀、储罐下部进液紧急切断阀前手阀。储罐上部进液阀，待卸车 LNG 管道恢复常温后再关闭。 (8)利用储罐内的液氮对增压器、空浴式气化器及其低温管道进行预冷。3、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
24、道，对其他储罐进行预冷，可以节约液氮。九、预冷时安全注意事项 (1)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。 (2)注意检查软管连接处是否出现泄漏，人员应远离此处。 (3)注意观察管道及储罐压力上升情况。 (4)注意检查安全阀后有无结霜情况。十、预冷时的检查内容 (1)检查低温材料有没有低温开裂现象。 (2)检查低温管道焊接部位有无裂纹，特别是法兰焊接部位。 (3)检查管道冷缩量和管托支撑变化。 (4)检查低温阀门的密封性和灵活性，检查是否冻住。 (5)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。 (6)液氮在储罐内放置 2 天3 天。观察液位变化及压力上升情况。并检测储罐预冷前后储罐真空度的变化，对储罐性能作出评价。
