天然氣管道干燥置換與氣密性的運用

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摘要：天然氣管道是運輸天然氣的重要載體，是保證氣體運輸質(zhì)量與運輸安全性的重要保障。文章將以粵東LNG接收站項目為例，對天然氣管道干燥置換就氣密性實際運用方式進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：氣密性試驗；氮氣干燥置換；天然氣管道

1工程實例

粵東LNG項目接收站工程，由于高壓系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗取設(shè)計壓力存在較大風(fēng)險，系統(tǒng)氣密試驗采用10%的氦氣(He)+90%的氮氣(N2)，試驗壓力0.6MPa(設(shè)計壓力小于0.6MPa的工藝管道仍按設(shè)計壓力)進(jìn)行氣密性試驗。同時結(jié)合本項目特點，在系統(tǒng)干燥前對設(shè)備、管道分別進(jìn)行初步氣密試驗，初步氣密試驗采用壓縮空氣，試驗壓力0.6MPa(設(shè)計壓力小于0.6MPa的工藝管道按設(shè)計壓力)進(jìn)行氣密試驗，以確保干燥系統(tǒng)封閉。待全場設(shè)備及管道干燥完成后，設(shè)備管道整體連通進(jìn)行整體氣密試驗。系統(tǒng)氣密試驗采用10%的氦氣(He)+90%的氮氣(N2)試驗壓力0.6MPa(設(shè)計壓力小于0.6MPa的工藝管道仍按設(shè)計壓力),用壓縮氣體進(jìn)行氣密性試驗。根據(jù)本項目特點，干燥分初步干燥和系統(tǒng)干燥兩個階段進(jìn)行，其中在初步干燥中應(yīng)對所有檢測點的露點檢測合格并確保管道和閥門不帶液，方可聯(lián)通系統(tǒng)進(jìn)行總體干燥。系統(tǒng)氣密試驗至試驗壓力時，經(jīng)檢測氦氣與氮氣完全混合后進(jìn)行保壓30min，然后進(jìn)行全面檢查，對閥門填料函、法蘭及螺紋連接處、放空閥、排氣閥、排水閥等重點檢查，采用氦氣質(zhì)譜儀進(jìn)行漏點檢測。

2干燥置換運用

2.1系統(tǒng)干燥

按照項目實際情況，主要采用電加熱器、液氮汽化器聯(lián)合干燥處理模式。在實施初步干燥過程中，需要對檢測點展開露點檢測，在檢測合格之后，需要確認(rèn)閥門以及管道是否存在帶液狀況，在確定不帶液之后，才可實施總體干燥。本工程系統(tǒng)干燥采用的是管線、設(shè)備整體干燥模式，因此并不需要設(shè)置臨時盲板，同時需要運用低溫軟管及法蘭展開汽化器、液氮罐連接，通過對無縫鋼管的運用做好加熱爐到汽化器間的銜接。實施氮氣注入過程中，應(yīng)保證每分鐘注入流量數(shù)值可以保持在一次干燥分路系統(tǒng)總?cè)萘康?.5倍以上，且需要將進(jìn)管氮氣溫度控制在55℃左右。運用反復(fù)間斷性吹掃模式，實施干燥處理，并要運用盲板對儲罐連接口與設(shè)備等連接處展開阻隔，以防出現(xiàn)吹掃水汽進(jìn)入到儲罐或設(shè)備內(nèi)部的狀況。對于站場內(nèi)較大的氣液聯(lián)動閥、手動球閥、電動球閥、單向閥、截止閥以及不能檢測的死角和未設(shè)排污點的閥門，干燥時要先經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理和閥門廠家的批準(zhǔn)，核查閥門密封件的耐溫值，干燥施工時用電熱帶對閥體進(jìn)行纏繞加熱，同時再用高純氮氣反復(fù)進(jìn)行吹掃。電熱帶對閥體的加熱溫度不能超過閥門密封件的耐溫溫度，檢測出口露點達(dá)到-20℃視為合格。

2.2氮氣置換

實施注氮操作過程中，需要做好以下幾點：(1)將預(yù)制好的注氮臨時管線，與選定注氮口或法蘭接頭連接在一起，開啟和法蘭連接控制閥。(2)開啟液氮氣化機(jī)組，開啟注氮閥上控制閥。(3)在置換過程中對管道壓力、注氮壓力以及累計流量等數(shù)據(jù)展開詳細(xì)記錄，并要按照累計流量數(shù)值，展開氮氣流速計算，確定注氮具體情況。(4)在檢測點對排出氣體含氧量實施檢查，在三次檢測含氧量均沒有超過2%時，可以確定置換工藝符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求，否則需要重新展開置換施工。(5)實施氮氣置換過程中，需要從氮氣進(jìn)氣起，對設(shè)備以及閥門等工藝管線內(nèi)容展開逐一置換，直至各置換點合格之后，才可進(jìn)入到后續(xù)流程中。(6)對死角部位實施爆破置換處理，并在置換施工達(dá)到相應(yīng)要求后，關(guān)閉工藝管線排污閥以及放空閥，對系統(tǒng)展開升壓處理，直到系統(tǒng)壓力達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值要求為止。一方面需要做好設(shè)備內(nèi)部檢查，應(yīng)保證在內(nèi)部不會出現(xiàn)明水或雜物；另一方面運用閥門對設(shè)備口閥門管線展開切斷處理，并運用盲板阻隔設(shè)備口無閥門管線，做好標(biāo)記，保證設(shè)備干燥程度，確保露點溫度能夠達(dá)到-40℃左右。同時充氮保護(hù)需要持續(xù)性開展，且要在干燥施工完成后，連接切斷管線，展開系統(tǒng)整體置換以及干燥處理。

2.3工藝實施注意事項

在實施工藝過程中，需要做好以下幾點問題控制：(1)設(shè)置警戒線以及警示標(biāo)示，避免非作業(yè)人員進(jìn)入到施工現(xiàn)場。(2)嚴(yán)格遵照施工方案內(nèi)容，展開工藝操作施工，防止出現(xiàn)違規(guī)操作行為，且在具體操作時，不可出現(xiàn)隨意敲擊或亂動管線、設(shè)備的狀況。(3)加強(qiáng)對管線嚴(yán)密性檢查的關(guān)注力度，遵照液氮注入操作規(guī)則，逐一展開各項操作施工。(4)在施工之前，確認(rèn)風(fēng)向，確保在出現(xiàn)泄漏問題時，人員可以快速向上風(fēng)口方向進(jìn)行撤離。(5)人員在施工時需要穿戴專業(yè)防護(hù)用品，并要接受專業(yè)安全教育，以防出現(xiàn)人員傷亡事故。

3氣密性試驗

3.1試驗具體操作

初步氣密試驗時，應(yīng)逐級緩慢升壓，當(dāng)壓力升至試驗壓力的50%時，穩(wěn)壓進(jìn)行全面檢查，未發(fā)現(xiàn)異狀或泄漏，繼續(xù)按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩(wěn)壓3min，直至試驗壓力。初步試驗壓力升至試驗壓力時，穩(wěn)壓10min后，進(jìn)行全面檢查，對閥門填料函、法蘭及螺紋連接處、放空閥、排氣閥、排水閥等重點檢查，涂刷中性發(fā)泡劑進(jìn)行檢驗，不泄漏為合格。系統(tǒng)氣密試驗時，應(yīng)逐級緩慢升壓，當(dāng)壓力升至試驗壓力的50%(0.3MPa)時進(jìn)行穩(wěn)壓，用發(fā)泡水噴灑各檢測點進(jìn)行全面檢查，未發(fā)現(xiàn)異狀或泄露時，暫停氮氣注入，啟動氦氣注入設(shè)備，依據(jù)《GB/T14070—1993氣體分析校準(zhǔn)用混合氣體的制備壓力法》標(biāo)準(zhǔn)中的道爾頓分壓定律的原理進(jìn)行配氣，用氦氣升壓0.06MPa，然后停止氦氣注入，繼續(xù)注入氮氣，按試驗壓力的10%逐級升壓，每級穩(wěn)壓3min，直至試驗壓力。系統(tǒng)氣密試驗至試驗壓力時，經(jīng)檢測氦氣與氮氣完全混合后進(jìn)行保壓30min，然后進(jìn)行全面檢查，對閥門填料函、法蘭及螺紋連接處、放空閥、排氣閥、排水閥等重點檢查，采用氦氣質(zhì)譜儀進(jìn)行漏點檢測。在實施氣密試驗時需注意，系統(tǒng)氣密試驗和初步氣密試驗兩種試驗開展方式并不相同，兩者之間的差異，主要體現(xiàn)在兩個方面：第一，系統(tǒng)氣密試驗是針對設(shè)備管道整體的實驗檢驗，而初步實驗是對管道設(shè)備展開的分別氣密試驗；第二，兩種試驗介質(zhì)并不同，運用沖氦檢漏技術(shù)實施檢驗，一旦發(fā)生泄漏，待使待定系統(tǒng)的本底值連續(xù)數(shù)天偏離正常水平，延長試驗時間和試驗次數(shù)，嚴(yán)重影響試驗的準(zhǔn)確性。為了保證系統(tǒng)的氦氣本底值減少試驗次數(shù)，首先用空氣進(jìn)行初步氣密試驗，這樣既節(jié)約了成本，又保證了試驗的準(zhǔn)確性。

3.2試驗質(zhì)量控制措施

在實施試驗過程中，需要做好以下幾點控制：(1)所有試驗操作需要按照相關(guān)規(guī)范逐步展開，不可隨意發(fā)生改動。(2)構(gòu)建責(zé)任部門負(fù)責(zé)試驗所有工作，保證工作穩(wěn)步進(jìn)行。(3)做好安全防護(hù)措施，穿戴專業(yè)防護(hù)用品，禁止發(fā)生敲擊試驗容器設(shè)備等不當(dāng)操作行為，嚴(yán)禁實施帶壓整改操作，且要在整改施工完成后，立即展開氣密檢測。(4)按照全系統(tǒng)檢查需要，確定氣壓嚴(yán)密性停壓時間，通常建議停壓時間要保持在24h以上，且要保證在此過程中不會出現(xiàn)降壓或泄露等問題。

4結(jié)語

由于本次所論述案例，在施工工藝要求以及標(biāo)準(zhǔn)要求等方面，和其他工程均存在一定差異，所以在實施工藝應(yīng)用過程中，技術(shù)人員需要按照天然氣管道施工具體情況，結(jié)合氮氣置換工藝特點，科學(xué)展開工藝應(yīng)用，確保該項置換工藝可以在管道干燥處理以及置換操作中發(fā)揮出更大的作用，進(jìn)而為天然氣安全、高質(zhì)量運輸創(chuàng)造出更加有利的環(huán)境，以為天然氣運用提供可靠支持與保障。

參考文獻(xiàn)：

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作者：劉旺兵 單位：海油粵東液化天然氣有限責(zé)任公司