一、投運前的準備
二、LNG供氣站操作技術(shù)
三、運營(yíng)安全管理
一、投運前的準備
LNG供氣站竣工驗收合格正式投運前,對整個(gè)工藝系統必須進(jìn)行干燥→預冷→模擬試運行→惰化→天然氣置換氮氣(即鈍化)。
1、干燥和預冷
干燥就是利用氮氣將供氣站工藝系統設備、管道中的水分置換出去,避免系統內的水分在低溫下凍結,堵塞和損壞設備、管道與閥門(mén)。干燥前,工藝系統應完成吹掃、試壓、儀表聯(lián)校、安全閥就位并校驗鉛封、設備與管道保冷完畢。
2、系統模擬試運行、惰化與置換
模擬試運行的目的是利用-196℃的液氮對LNG工藝系統進(jìn)行工藝參數調試和運行性能檢驗。由于液氮溫度低達-196℃,系統出現白霧處即為泄漏點(diǎn),需處理。用液氮模擬試運行可大大提高在LNG工況參數下系統的運行可靠性。
二、LNG供氣站操作技術(shù)
1、供氣站的工藝流程
2、LNG卸車(chē)工藝
通過(guò)公路槽車(chē)或罐式集裝箱車(chē)將LNG從氣源地運抵用氣城市LNG供氣站后,利用槽車(chē)上的空溫式升壓氣化器將槽車(chē)儲罐升壓到0.6MPa(或通過(guò)站內設置的卸車(chē)增壓氣化器對罐式集裝箱車(chē)進(jìn)行升壓),同時(shí)將儲罐壓力降至約0.4MPa,使槽車(chē)與LNG儲罐間形成約0.2MPa的壓差,利用此壓差將槽車(chē)中的LNG卸入供氣站儲罐內。卸車(chē)結束時(shí),通過(guò)卸車(chē)臺氣相管線(xiàn)回收槽車(chē)中的氣相天然氣。
3.LNG儲罐的自動(dòng)增壓
靠壓力推動(dòng),LNG從儲罐中流向空溫式氣化器,氣化后供應用戶(hù)。隨著(zhù)罐內LNG的流出,罐內壓力不斷降低,LNG出罐速度逐漸變慢直至停止。因此,正常運營(yíng)操作中須不斷向儲罐補充氣體,將罐內壓力維持在一定范圍內,才能使LNG氣化過(guò)程持續下去。儲罐的增壓是由自力式增壓調節閥和小型空溫式氣化器組成的自動(dòng)增壓系統來(lái)完成的。
運行中常出現因開(kāi)啟壓力調試不當,致使新安裝的增壓閥形同虛設,操作人員不得不打開(kāi)旁通管進(jìn)行人工增壓的情況。人工增壓時(shí),應緩慢打開(kāi)增壓氣化器液相進(jìn)口閥,防止閥門(mén)開(kāi)大而導致事故。曾經(jīng)發(fā)生手工增壓時(shí)增壓氣化器液相進(jìn)口閥開(kāi)度過(guò)大,大量LNG涌入增壓氣化器后不能完全氣化,以氣液兩相狀態(tài)進(jìn)入增壓氣化器出口管道并沖出安全閥噴射在LNG儲罐外壁,將儲罐外罐凍裂350mm的事故。因此,應盡可能采用自力式增壓閥自動(dòng)增壓。
4、LNG儲罐的壓力控制
儲罐的正常工作壓力由自力式增壓調節閥的定壓值(后壓)所限定和控制。儲罐的允許最高工作壓力由設置在儲罐氣相出口管道上的自力式減壓調節閥定壓值(前壓)所限定和自動(dòng)控制。
當儲罐正常工作壓力低于增壓閥的開(kāi)啟壓力時(shí),增壓閥開(kāi)啟自動(dòng)增壓;當儲罐允許最高工作壓力達到減壓閥設定開(kāi)啟值時(shí),減壓閥自動(dòng)開(kāi)啟卸壓,以保護儲罐安全。
為保證增壓閥和減壓閥工作時(shí)互不干擾,增壓閥的關(guān)閉壓力與減壓閥的開(kāi)啟壓力不能重疊,應保證0.05MPa以上的壓力差。例如,若增壓調節閥的關(guān)閉壓力設定為0.693MPa,則減壓調節閥的開(kāi)啟壓力為0.76MPa?？紤]兩閥的實(shí)際制造精度,合適的壓力差應在現場(chǎng)安裝閥門(mén)時(shí)精心調試確定。
5、LNG儲罐的超壓保護
LNG在儲存過(guò)程中會(huì )由于儲罐的“環(huán)境漏熱”而緩慢蒸發(fā),導致儲罐的壓力逐步升高,最終危及儲罐安全。因此,設計上采用在儲罐上安裝自力式減壓調節閥、壓力報警手動(dòng)放空、安全閥起跳三級安全保護措施來(lái)進(jìn)行儲罐的超壓保護。
國內普遍使用的最高工作壓力為0.80MPa、單罐公稱(chēng)容積為100m3的真空壓力式儲罐,減壓閥的最高開(kāi)啟壓力設定為0.76MPa,報警壓力設定為0.78MPa,儲罐安全閥的開(kāi)啟壓力和排放壓力分別設定為0.8MPa和0.88MPa。其保護順序為:當儲罐壓力升到減壓閥設定值時(shí),減壓閥自動(dòng)打開(kāi)泄壓;當減壓閥失靈罐內壓力升至壓力報警值0.78MPa時(shí),壓力報警,手動(dòng)放散卸壓;當減壓閥失靈且未能手動(dòng)放散,罐內壓力升至0.80MPa時(shí),儲罐安全閥開(kāi)啟,至排放壓力0.88MPa時(shí),安全閥排放卸壓。這樣既保證了儲罐的安全,又充分發(fā)揮了儲罐的強度儲備(儲罐設計壓力為0.84MPa)。隨著(zhù)安全閥的排放,當罐內工作壓力降低到安全閥排放壓力的85%時(shí),安全閥自動(dòng)關(guān)閉將儲罐密封。正常操作中不允許安全閥頻繁起跳。
6、LNG儲罐的過(guò)量充裝與低液位保護
LNG的充裝數量主要通過(guò)罐內的液位來(lái)控制。在儲罐上裝設有測滿(mǎn)口和差壓式液位計兩套獨立液位系統,用于指示和測量?jì)抟何?。此?還裝備有高液位報警器(充裝量85%)、緊急切斷(充裝量95%)、低限報警(剩余10%LNG)。儲罐高液位(最大罐容)95%是按工作壓力條件下飽和液體的密度設定的,實(shí)際操作中須針對不同氣源進(jìn)行核定(下調)。
中國7、LNG的翻滾與預防
作為不同組分的混合物,LNG在儲存過(guò)程中會(huì )出現分層而引起翻滾,致使LNG大量蒸發(fā)導致儲罐超壓,如不能及時(shí)放散卸壓,將嚴重危及儲罐的安全。
大量研究證明由于以下原因引起LNG出現分層而導致翻滾:
· 由于儲罐中先后充注的LNG產(chǎn)地不同組分不同因而密度不同;
· 由于先后充注的LNG溫度不同而密度不同;
· 先充注的LNG由于輕組分甲烷的蒸發(fā)與后充注的LNG密度不同。
防止罐內LNG出現分層常用的措施如下：
(1)將不同產(chǎn)地的LNG分開(kāi)儲存。
(2)為防止先后注入罐中的LNG產(chǎn)生密度差,采取以下充注方法:①槽車(chē)中的LNG與罐中LNG密度相近時(shí)從儲罐的下進(jìn)液口充注;②槽車(chē)中的輕質(zhì)LNG充注到重質(zhì)LNG儲罐中時(shí)從儲罐的下進(jìn)液口充注;③槽車(chē)中的重質(zhì)LNG充注到輕質(zhì)LNG儲罐中時(shí),從儲罐的上進(jìn)液口充注。
(3)儲罐中的進(jìn)液管使用混合噴嘴和多孔管,可使新充注的LNG與原有LNG充分混合。
(4)對長(cháng)期儲存的LNG,采取定期倒罐的方式防止其因靜止而分層。
三、運營(yíng)安全管理
LNG供氣站運營(yíng)安全管理的基本要求是:
①防止LNG和NG泄漏與空氣形成可燃的爆炸性混合物;
②在儲罐區、氣化區、卸車(chē)臺等可能產(chǎn)生天然氣泄漏的區域均設置可燃氣體濃度監測報警裝置;
③消除引發(fā)燃燒、爆炸的基本條件,按規范要求對LNG工藝系統與設備進(jìn)行消防保護;
④防止LNG設備超壓和超壓排放;
⑤防止LNG的低溫特性和巨大的溫差對工藝系統的危害及對操作人員的冷灼傷。必須制定嚴格的安全措施,認真落實(shí)安全操作規程,消除潛在危險和火災隱患。供氣站站長(cháng)應每日定時(shí)檢查站內生產(chǎn)設備和消防設施。
1、LNG潛在的危險性
LNG雖是在低溫狀態(tài)下儲存、氣化，但和管輸天然氣一樣，均為常溫氣態(tài)應用，這就決定了LNG潛在的危險性：
(1)低溫的危險性
(2)BOG的危險性
(3)著(zhù)火的危險性
(4)翻滾的危險性
2、LNG站工藝設計的合理性和全面性
1）LNG站應有合理的工藝流程
2）LNG站應有完善的運行功能（措施）
3）LNG站應有可靠的安全措施
4）LNG站的儲存設備、氣化設備、輸送設備制造安裝質(zhì)量要精良
3、LNG站的安全技術(shù)管理
LNG固有的特性和潛在的危險性，要求我們必段對LNG站進(jìn)行合理的工藝、安全設計及設備制造，這將為搞好LNG站的安全技術(shù)管理打下良好的基礎。
1）LNG站的機構與人員配置
應有專(zhuān)門(mén)的機構負責LNG站的安全技術(shù)基礎；同時(shí)應配備專(zhuān)業(yè)技術(shù)管理人員；要劃清各生產(chǎn)崗位，并配齊崗位操作人員。不論是管理人員，還是崗位操作人員均應經(jīng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓，經(jīng)考核合格后方可上崗。
2）技術(shù)管理
（1）建立健全LNG站的技術(shù)檔案
包括前期的科研文件、初步設計文件、施工圖、整套施工資料、相關(guān)部門(mén)的審批手續及文件等。
（2）制定各崗位的操作規程
包括LNG卸車(chē)操作規程、LNG儲罐增壓操作規程、LNG儲罐倒罐操作規程、LNG空?。ㄋ。饣ㄆ鳎┎僮饕幊?、BOG儲罐操作規程、消防水泵操作規程、中心調度控制程序切換操作規程、LNG 進(jìn)（出）站稱(chēng)重計量操作規程、天然氣加臭操作規程等。
3）生產(chǎn)安全管理
（1）做好崗位人員的安全技術(shù)培訓
包括LNG站工藝流程、設備的結構及工作原理、崗位操作規程、設備的日常維護及保養知識消防器材的使用與保養等，都應進(jìn)行培訓，做到應知應會(huì )。
（2）建立各崗位的安全生產(chǎn)責任制度，設備巡回檢查制度這也是規范安全行為的前提。如對長(cháng)期靜放的LNG 應定期倒罐并形成制度，以防“翻滾”現象的發(fā)生。
（3）建立健全符合工藝要求的各類(lèi)原始記錄：包括卸車(chē)記錄、LNG儲罐儲存記錄、中心控制系統運行記錄、巡檢記錄等，并切實(shí)執行。
（4）建立事故應急搶險救援預案
預案應對搶先救援的組織、分工、報警、各種事故（如LNG 少量泄漏、大量泄漏、直至著(zhù)火等）的處置方法等，應詳細明確。并定期進(jìn)這行演練，形成制度。
（5）加強消防設施的管理
重點(diǎn)對消防水池（罐）、消防泵、LNG儲罐噴淋設施、干粉滅火設施、可燃氣體報警設施要定期檢修（測），確保其完好有效。
（6）加強日常的安全檢查與考核
通過(guò)檢查與考核，規范操作行為，杜絕違章，克服麻痹思想。如LNG的卸車(chē)就值得規范，從槽車(chē)進(jìn)站、計量稱(chēng)重、槽車(chē)就位、槽車(chē)增壓、軟管連接、靜電接地線(xiàn)連接、LNG管線(xiàn)置換、卸車(chē)卸車(chē)完畢后余氣的回收、槽車(chē)離位以及卸車(chē)過(guò)程中的巡檢、卸車(chē)臺（位）與進(jìn)液儲罐的銜接等等，都應有一套完整的規程要求。
4、設備管理
由于LNG站的生產(chǎn)設備（儲罐、氣化設備等）均為國產(chǎn)，加之規范的缺乏，應加強對站內生產(chǎn)設施的管理。
1）建立健全生產(chǎn)設備的臺賬、卡片、專(zhuān)人管理，做到帳、卡、物相符
LNG儲罐等壓力容器應取得《壓力容器使用證》；設備的使用說(shuō)明書(shū)、合格證、質(zhì)量證明書(shū)、工藝結構圖、維修記錄等應保存完好并歸檔。
2）建立完善的設備管理制度、維修保養制度和完好標準
具體的生產(chǎn)設備應有專(zhuān)人負責，定期維護保養。
3）強化設備的日常維護與巡回檢查
(1)LNG儲罐：外觀(guān)是否清潔；是否存在腐蝕現象；是否存在結霜、冒汗情況；安全附件是否完好；基礎是否牢固等。
(2)LNG氣化器：外觀(guān)是否清潔；（氣化）結霜是否無(wú)均勻；焊口是否有開(kāi)裂泄漏現象；各組切換（自動(dòng)）是否正常；安全附件是否正常完好。
(3)LNG工藝管線(xiàn)：（裝）卸車(chē)管線(xiàn)、LNG 儲罐出液管線(xiàn)保溫層是否完好；（裝）卸車(chē)及出液氣化過(guò)程中工藝管線(xiàn)伸縮情況是否正常，是否有焊口泄漏現象；工藝管線(xiàn)上的閥門(mén)（特別是低溫閥門(mén)）是否有泄漏現象；法蘭連接下是否存在泄漏現象；安全附件是否完好。
(4)對設備日常檢驗過(guò)程中查出的問(wèn)題都不能掉以輕心，應組織力量及時(shí)排除。
4）抓好設備的定期檢查
(1)LNG儲罐：
儲罐的整體外觀(guān)情況（周期：一年）；真空粉末絕熱儲罐夾層真空度的測定（周期：一年）；儲罐的日蒸發(fā)率的測定（可通過(guò)BOG的排出量來(lái)測定）（周期可長(cháng)可短，但發(fā)現日蒸發(fā)率突然增大或減小時(shí)應找出原因，立即解決）；儲罐基礎牢固、變損情況（周期：三個(gè)月）；必要時(shí)可對儲罐焊縫進(jìn)行復檢。同時(shí)，應檢查儲罐的原始運行記錄。
(2)LNG氣化器：外觀(guān)整體狀況；翅片有無(wú)變形，焊口有無(wú)開(kāi)裂；設備基礎是否牢固；必要時(shí)可對焊口進(jìn)行無(wú)損檢測。檢查周期：一年。
(3)LNG工藝管線(xiàn)：根據日常原始巡檢記錄，檢查工藝管線(xiàn)的整體運行狀況，必要時(shí)可檢查焊口；也可剝離保冷層檢查保冷情況；對不銹鋼裸管進(jìn)行滲碳情況檢查。（檢查周期：一年）
(4)安全附件：對各種設備、工藝管線(xiàn)上的安全閥、壓力表、溫度計、液位表、壓力變送器、差壓變送器、溫度變送器及連鎖裝置等進(jìn)行檢驗。檢驗周期：一年。值得說(shuō)明的是，上述安全附件的檢驗應有相應檢驗資質(zhì)的單位進(jìn)行。
(5)其他：防雷、防靜電設施的檢驗一年兩次。其他設備、設施也應及時(shí)定期檢查。
