LNG项目中低温仪表的安装与使用要点

2021-01-08张如林新地能源工程技术有限公司河北廊坊065000

化工管理 2021年22期

张如林(新地能源工程技术有限公司，河北廊坊 065000)

1 LNG特点

LNG是近年来广泛使用的新型清洁高效能源，已经成为备受企业青睐能源，并且在各个行业经营生产中得到广泛应用。现阶段，在能源市场中，随着LNG贸易地位不断提升，使得各种LNG接收站和液化站项目建设工程不断增加，满足了更多企业工业生产发展需要。但在LNG项目运行中，低温仪表作为项目运行中重要组成部分，进行仪表设备安装中，必须提升对项目安装质量重视程度。通常处于常压状态下，气态形式天然气温度可冷却到-162 ℃，最终凝结成LNG，整体具有低温性特点。LNG主要成为甲烷，且通常被存储于-161.15 ℃低温储罐中，内部压力一般在0.1 MPa，在标准状态下LNG密度约为甲烷的600多倍，导致LNG具有易燃易爆特点。因此，为保证天然气安全性与可靠性，应加强项目安装质量把控，并选择适合类型低温仪表，以此保证项目安装施工质量[1]。

2 LNG项目低温仪表选择及安装注意事项

2.1 温度仪表

LNG处于常压状态下，其温度为-162 ℃，在对其进行温度测量中，应选择热电阻PT100温度传感器装置，而该装置在低温状态下，测量结果为-200 ℃，并且具有较高精度，且具有良好稳定性和重复性。LNG项目中，要想实现对储罐温度有效测量，应在LNG储罐内部放置多点温度计，以此完成相应测量工作。通常而言，LNG储罐内壁、底部和吊顶等位置，均可安装多点温度计，且冷却和测量期间均不会对温度测量结果产生影响。此外，测量期间还需要将储罐多点温度计设置在内外罐间隙处，根据显示的温度参数值，利于加强对储罐泄漏检测。

放置温度计时，为保证其在相应位置固定性和稳定性，还应使用集热块，将LNG储罐多点温度计热电阻末端固定于储罐底部或内壁，并间隔3 m设计一处膨胀弯，并配合使用安装支架，将温度计固定于罐壁上，并经多孔法兰，将其接入罐顶温度变送器接线箱内，然后将4～20 mA信号，使用多芯电缆传输至控制系统中。同时为确定LNG进料以及外输管线是否存在泄漏现象，加强对重大事故预防力度，还应将表面温度计放置于公称直径≥8"的液相LNG管线处。同时应于管道底部和顶部设置两个测温点，并将两点间距离控制在100 m内，而使用的温度计应为双支热电阻温度计，然后使用集热块，将两支热电阻末端固定于管道顶部和底部，并通过安装固定支架方式，将热电阻接线盒固定于管道上[2]。

2.2 液位仪表

在对LNG进行低温液体液位测量中，可用方式包含多种，但在实际进行测量期间，结合LNG项目特点和使用情况，为保证测量结果准确性，还应选择适合方式。现阶段，在进行测量中常用方式主要由以下几种：一是差压法。该方式主要应用于小型LNG储罐中，可准确测量低温液体液位，测量时，应于储罐底部和顶部分别引出一条引压管，并测量引压管压力差，确定储罐内部液柱静压力大小，以此判断储罐内部液柱高度。而根据对现场测量结果，可使用差压变送器将获取的信号发送至控制室，并显示最终结果或根据结果进行报警处理，能够实现对储罐或系统连锁控制，该方式使用原理简单，且灵活度、便捷度高，可对液位进行连续指示。而在实际进行操作期间，若引压管内部吹扫不到位，会引发液位变送器膜片变形，造成测量异常。因此，在测量期间，还应对引压管进行拆卸处理，并对管道内部进行清洁，确保膜片无任何杂质。二是低温型带真空夹套磁浮子液位计。该方式主要适用于测量小型低温压力容器液位，测量中需要在原结构基础上，将真空保温层，设置于测量筒和平衡连接管外侧，设该设计方式与平衡管、测量筒液体为低温状态有关，通过安置真空保温层，可加强对外界空气温度因素和低温液体控制力度，能够有效防止液位计发生冷凝、结冰现象。

2.3 压力仪表

该类仪表应用于LNG项目中，其操作温度通常为-162 ℃，测量方式主要为分体式在线取压法。同时为减少资金成本，LNG工厂中，通常对LNG介质的压力、液位和流量等相关指标，使用压力或差压变送器工具进行测量。在使用低温介质的在线取压操作中，为防止因为温度过低而损坏变送器，还应在气化后进行测量。而在LNG发生气化反应时，其体积会按照1∶600体积比膨胀，瞬间产生巨大压力进而对仪器造成不可预估损伤。因此，在进行气化处理中，应注意加强对气化速度进行控制，使其缓慢的气化。在此过程中，需要使用限流孔板法兰，将其作用承插焊-法兰转换接头，并与两面接口分别为2 mm小孔和12"TUBE管承插焊孔管道设备连接，这种方式能够在极大程度上降低LNG气化速度，利于加强对变送器膜盒保护力度。

一般的，在对压力或差压变送器进行安装中，其导压管走向为：气态介质向上引压，液态介质向下引压。若在LNG由液态转化为气态后测量压力，需要对测量方式进行适当调整，要求对管道或设备进行取压期间，应根据液态介质，根据水平向下5°方式进行取压，由于LNG气化速度较快，还应快速垂直向上引压，并保证并引要高度3 000 mm/min，并在实现充分气化后，将压力或差压变送器与阀组相连接。

2.4 流量仪表

为选择时适用于LNG项目的流量仪表，在选择前应加强对天然气工程流程特点和工艺要求了解程度，以此为基础确定适合类型流量仪表。在测量低温介质流量时，若主要使用流量仪表进行监测控制，且对相应数值精度要求不高，可选用转子流量计或节流式流量计。若测量中主要用于交接计量，且对测量结果具有较高精度要求，应选用低温介质流量计，以此保证测量结果准确可靠性。若使用流量仪表作为节流装置中组成部分，要求在仪表在测量LNG流量时，可对较高压差结果进行准确测量，且测量精度符合相关要求。

经过对以往项目工程进行经验总结，在选择孔板是，及要求其与特定技术要求相符合，又要保证其具有经济性和实用性。由于孔板并无可动部件，因此无需考虑润滑和摩擦方面问题产生的负面影响。但由于孔板量程范围较小，为1∶3，且适合的最小管径为DN50，这就需要特殊工艺阶段中，若降压较大，应选用多级限流孔板。同时在进行孔板安装中，还应提升对安装方向重视，并保证小孔方向朝上游。

在对转子流量计进行安装中，与孔板不同，主要依托于变面积式测量原理，主要测量液体及气体，其在各类介质条件或恶劣环境条件测量中有着明显使用优势，可发挥重要测量作用。现阶段，进行流量测量实践中，主要以玻璃管流量计和金属转子流量计，在具体使用中，还应明确不同测量方式使用优势和不足。

由于将转子流量计应用于LNG测量中存在较高风险故障，这就要求必须加强对安装过程严格把控。首先，在进行安装作业前，需要取出流量计中顶衬物，并加强对产品运输中质量控制，确保椎管不存在破损问题。并加强对浮子自由上下移动、技术参数检查工作，在确保其处于正常状态后进行安装。其次，对新装管路进行冲洗，确保无任何杂质颗粒，降低成浮子卡住风险。再次，把控好转子流量计垂直度，并将其安装于无振动反应管道上，且要求铅垂线路与中心线间夹角≤5°。若测量中使用大口径流量计，为防止其质量较大引发管道弯曲，还应配合使用相应支撑工具。最后，在安装结束后，应再次进行质量检查，以此保证转子流量计在装置中测量作用得以发挥。

2.5 分析仪表

从LNG成品使用方面而言，为发挥其作用，应加强对分析仪表重视，利用其功能为LNG装置作用发挥提供支持。在分析LNG产品合格性时，其主要衡量指标为成品的组分。由于LNG属于超低温液体混合物，为保证组分精确性，应保证组分实现分流气化，以及气化均匀性。

在对LNG产品进行连续取样时，常用方法主要有以下两种：一是借助电加热气化取样探头，将测量介质引入在线色谱分析仪中，并对气体组分进行实时分析。而使用在线色谱分析仪期间，为保证测量结果，还应配合使用标气及载气，对色谱进行提前标定。在进行预处理时，应先将各个取样管路取下，并使用2～3 kg取样探头，逐个吹扫5～10 min，以此保证管路中不含任何杂质，吹扫合格后连接管线。同时还应注意对色谱载气使用情况进行定期检查或更换，以此防止损坏检测器。二是专业LNG深冷汽化器。在对LNG进行取样和进行气化处理中，不仅要求装置结构简单，而且要求其成本低，具有较强经济性和实用性。采用该方式进行取样中，需要使用汽化器装置先进行气化处理，然后将气体输送至储气筒或缓冲罐中，经过混匀和减压保温处理后，使用色谱分析仪，并根据相关要求进行测量分析。