标准化文件(大型LNG低温储罐氮气置换、预冷施工方案)谌志勇

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海南中油深南LNG储备库及配套码头项目2X20000m3LNG储罐置换、预冷施工方案编制人:审核人:批准人:海南中油深南LNG储备库项目EPC项目经理部2014年06月15日目录1、编制依据(Basisofcompilation)........................................................................12、工程概况(Projectprofile)...................................................................................13、置换、预冷的目的(Thepurposeofdisplacementandprecooling)..................14、氮气置换(Nitrogendisplacement)..................................................................24.1氮气置换启动前准备及检查工作(Beforestartingthenitrogenreplacementpreparationandinspectionwork).........................................................................24.2氮气质量要求(Qualityofnitrogengas).....................................................24.3专用工具(Specialtoolsandinstruments)...................................................34.4内罐置换(Theinnerpotreplacement).......................................................34.5内、外罐夹层的置换(Interlayerdisplacement)........................................44.6置换结果要求(Thedisplacementresults)..................................................55、储罐的置换与冷却(Displacementandcoolingofthetank)..............................65.1置换冷却启动前准备及检查工作(Beforestartingthereplacementcoolingpreparationandinspectionwork).........................................................................65.2内罐的置换冷却(Replacementofcoolingoftheinnerpot)......................65.3置换冷却结果要求(Replacementofcoolingresults)................................911、编制依据(Basisofcompilation)《现场组装立式圆筒平底钢质液化天燃气储罐的设计与建造》GBT26978-2011《大型焊接低压储罐设计与建造》API-620《立式圆筒形低温储罐施工技术规程》SH/T3537-2002《石油管道及储罐试运投产规范》SY6233-2002《大型LNG低温储罐的干燥与置换》-《煤气与热力》2012年07期《储罐区管道工艺流程图》2、工程概况(Projectprofile)本方案用于海南中油深南LNG储备库及配套码头项目2X20000m3LNG储罐机械完工后,进行储罐干燥与置换、预冷工作的技术要求及实施程序。本方案(含所附简图)是一个主导性文件,针对储罐置换、预冷的关键控制点提出要求。置换、预冷的总体方案为2台储罐独立按顺序置换、预冷,置换采用干燥氮气,预冷采用液氮+LNG的组合介质方式对储罐进行冷却。3、置换、预冷的目的(Thepurposeofdisplacementandprecooling)置换是指在LNG储罐机械竣工后,用干燥空气或氮气将储罐内潮湿空气(氧气、水分)置换出去,是储罐预冷工作的前提条件。预冷是指储罐在置换完成后,将储罐从常温(环境温度)冷却至设计温度(-165℃),满足储罐进液投产的过程。在储罐首次储存LNG之前,应对其进行干燥和置换,以降低储罐内的露点和氧气含量,防止LNG进入储罐时与空气混合引起爆炸。24、氮气置换(Nitrogendisplacement)4.1氮气置换启动前准备及检查工作(Beforestartingthenitrogenreplacementpreparationandinspectionwork)检查和测试内容:4.1.1根据PID图检查装置各系统的设备、管道、阀门以及电气线路(接点)安装完成的质量;4.1.2根据逻辑图、联锁说明和PID图,对仪、电的联锁和控制系统进行检查;4.1.3根据仪、电控回路检查清单,对仪、电控的仪表及控制设备作回路的检查和测试;4.1.4对公用系统——氮气、仪表气、消防水和供电装置等进行试验与检查;4.1.5储罐压力维持在5~15kpa;4.1.6置换所需的临时接管、阀门等已完成安装、清洁工作;4.1.7确保储罐的正/负泄放系统已安装、调校并投入使用;4.1.8全体工作人员已经过安全教育,技术交底;4.1.9所需专用工具准备齐全;4.1.10任何有窒息的危险的排放氮气位置已清楚地标明了危险标志和护栏;4.2氮气质量要求(Qualityofnitrogengas)置换中干燥的氮气将储罐内空气和罐内剩余的水分清除,用于置换的氮气应提供符合以下要求:序号名称流量参数1氮气300~800Nm3/h压力0.6~0.8MPa、露点-60℃、纯度99.9%34.3专用工具(Specialtoolsandinstruments)序号名称数量型号1露点仪壹套GEN-25智能露点仪测量范围:+20~-1000C2氧分析仪壹套便携式百分级常量氧分析仪,测量范围:0~1%/10%/100%4.4内罐置换(Theinnerpotreplacement)4.4.1全开氮气进入管线N2-0202A上的阀门,打开储罐N23出口管线上的手动阀门V020248;4.4.2由仪控室控制氮气流量300~800Nm3/h,开始速率较低,从氮气系统N2-0202A管线引入,经罐顶接口N4充入罐的底部,置换后的氮气从罐顶接口N23至排放管线NG-0201A,最后至排放系统。(见图1)4.4.3监控储罐的压力变化,置换过程中罐内压力维持在10kPa左右;4.4.4置换过程进行24小时后,在N23管出口处(V020231)测量氧含量和露点,每间隔12小时检测一次,直至合格;4.4.5合格后,最后打开与储罐相连的管道吹除阀和压力表、液位计、温度计安全阀的根部阀门(或法兰),对其相应管道进行吹扫和置换,直至合格;4.4.6置换合格后,调整储罐压力至8kPa。4图14.5内、外罐夹层的置换(Interlayerdisplacement)内外罐夹层置换的氮气是来自内罐的氮气。4.5.1内罐置换合格后,调节氮气以~300Nm3/h的流速进入储罐;4.5.2关闭阀门V020248,打开接口N11A和N11B上的手动阀V020244和V020246,这样,氮气充入储罐的底部后,上升到储罐顶部导入储罐的环形空间(內罐与外罐之间的夹层),然后从接口N11A和N11B排至大气(见图2);4.5.3置换时要控制储罐内压力在10kPa左右,置换过程进行24小时后,在N11A、N11B管出口处(V020244、V020246)测量氧含量和露点,每间隔12小时检测一次,直至合格。4.5.4合格后,停止进氮,然后关闭进氮气管线上的所有阀门以及V020244、V020246;4.5.5在仪控室调整储罐压力至8kPa。5图24.6置换结果要求(Thedisplacementresults)置换后内外罐应符合以下要求:序号名称O2含量(VOL%)露点(大气压)1内罐8%-20℃2内、外罐夹层8%-10℃65、储罐的置换与冷却(Displacementandcoolingofthetank)本项目储罐预冷采用液氮+LNG的组合介质方式对储罐进行冷却。即第一步先用液氮把储罐冷却到-80℃;第二步用LNG置换并冷却到约-165℃,并积累LNG液位到50毫米;在预冷过程中根据分析结果适时启动BOG压缩机,将置换出的天然气利用BOG系统回收,以节约天然气。5.1置换冷却启动前准备及检查工作(Beforestartingthereplacementcoolingpreparationandinspectionwork)检查和测试内容:5.1.1储罐及相关系统管线已置换达标;5.1.2储罐压力维持在5~15kpa;5.1.3置换与冷却所需的临时接管、阀门等已完成安装、清洁、置换工作;5.1.4所需专用工具准备齐全;5.1.5任何有窒息危险的排放氮气位置及冻伤危险的液氮、LNG管路位置已清楚地标明了危险标志和护栏;备注:与储罐相连的管线必须在实气置换预冷前完成置换工作;避免管道中的空气进入已经置换好的储罐。5.2内罐的置换冷却(Replacementofcoolingoftheinnerpot)第一步:液氮冷却到-80℃1)打开NG-0201A管线上的阀门(接口N23根部阀门处于关闭状态);2)打开LNG-0211A管线上的阀门,控制液氮以~1m3/h流速通过低温管道LNG-0211A引入,经N3进入储罐;冷却蒸发气体(氮气)从罐顶的N24排入BOG回收管道,送至焚烧炉/火炬。(见7图3)3)內罐的冷却速度控制~3℃/h左右,最大不超过5℃/h;罐壁或罐底上两个相邻温度测点之间的温差不大于15℃,任意两个温度测点之间温差不大于50℃。4)在冷却过程中,罐内压力控制在8kPa左右。从管口N24排出的气体可同时用于BOG回收系统的置换与冷却。当罐底温度达到-800C后,停止进液氮,转入第二步。图38第二步:液态LNG置换并冷却到饱和温度1)LNG以~1m3/h的流速通过进液管线LNG-0211A引入,从接口N3进入储罐。在开始阶段,置换、冷却后的气体包括天然气和氮气,并且罐内氮气含量较大,此时氮气和天然气混合气体从罐顶的N24排入焚烧炉焚烧。2)储罐的冷却速度控制~3℃/h左右,最大不超过5℃/h;罐壁或罐底上两个相邻测温点之间的温差不大于15℃,任意两个温度测点之间温差不大于50℃。3)在置换和冷却过程中,罐内压力控制在10kPa左右;从管口N24排出的气体可同时用于其他管线的置换与冷却。图4第三步:起动BOG系统,冷却储罐至工作温度并积液50毫米。1)液态LNG引入的管线连接模式同第二步;当天然气含量比例满足BOG回收系统启动条件后,可启动BOG回收系统。继续进液,直至置换冷却过程完成。当罐底温度达到LNG的饱和温度附近时,注意罐内的压力控制,以防发生压力波动(通过DCS操作BOG压缩机负荷9阀,来平衡罐内压力)。(见图5)2)储罐的冷却速度控制~30C/h左右,最大不超过5℃/h;罐壁或罐底任意两个相邻测温点之间的温差不大于15℃,任意两个温度测点之间温差不大于50℃。3)在置换和冷却过程中,罐内压力控制在8kPa左右。图55.3置换冷却结果要求(Replacementofcoolingresults)冷却后应符合以下要求:序号名称标准1内罐积液50毫米;

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