LNG气化站预冷技术探讨

王宏

摘 要：预冷是LNG系统投用之前必须采取的一项措施，由于LNG的储存温度在-162℃，金属储罐和管道在温度急剧下降时，将导致金属短时间内收缩量大，造成系统的损坏。本文阐述了LNG气化站预冷的常用技术，为类似的工作提供借鉴。

关键词：LNG；预冷；液氮；吹扫

LNG气化站是下游应用天然气时采用的主要模式，一般通过槽车运输的方式，将LNG拉运至气化站。气化站主要作用是储存、气化、输送LNG。常规的气化站主要包括卸车台、低温储罐、增压系统、气化系统及调压、计量和加臭系统。

储存和运输LNG的储罐和管道通常采用奥氏体不锈钢材料，在管路设计时虽然考虑了有效的补偿措施降低冷收缩量，但是在温度降低较快时，仍然存在由于热应力过大而使材料或连接部件产生损坏的问题，因此需要在低温液体进入系统之前，首先进行预冷操作，从而保证系统的投运安全。

一、预冷前管道吹扫

1 管道吹扫原则：

（1）碳钢管道不能向低温管道吹扫，防止管道内的铁锈和焊渣进入低温管道；

（2）吹扫时应由罐内向外吹扫，不能向储罐内吹扫；

（3）吹扫时不能通过仪表设备，应采用跨接方式；

（4）吹扫时敲击管道表面和焊接部位；

（5）根据站内工艺流程制定具体吹扫方案。

2 吹扫合格标准：

气流以20m/s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。

二、预冷前准备工作

1物资准备：液氮、便携式测温仪和便携式可燃气体报警仪、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、预冷所需要的手表和记录表格。

2现场准备：

（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。储罐液位计根部阀、气相平衡阀打开；

（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结阀门。

三、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道造成损伤。根据操作经验，冷却速度在50℃/h比较安全。

四、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，管内无积水、垃圾等。软管牢固连接到槽车上；

（2）将槽车压力升高，打开槽车气相阀门，检查软管连接处不得有泄漏；

（3）向储罐内缓慢充入低温氮气，待储罐压力上升至0.2MPa，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；

（4）判断储罐内部温度，通过测满阀放出液体，用温度计测量，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，輕微开启较小开度，使压力保持在0.3MPa。储罐压力升高至0.2MPa～0.3MPa，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间液体放空。

（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。待卸车LNG管道恢复常温后再关闭储罐上部进液阀。

（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道，对其他储罐进行预冷，从而节约液氮。

五、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，因此在操作过程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，不得出现泄漏；

（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。

六、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。并检测储罐预冷预冷前后储罐真空度的变化，对储罐性能做出评价。