LNG高壓輸送泵預(yù)冷方案分析

1、LNG 高壓輸送泵預(yù)冷方案分析劉猛【 摘 要 】 The high pressure pump is an important equipment in LNG terminal, its precooling operation is one of the most complex process .The article introuces its Precooling project in etail, analysing the problem in the precooling process, an puts forwar the suggestion to monitor the

2、 precooling process with the RT （Resistance Thermal etector）, along with the rectification suggestions to existing liqui-level monitoring metho.%LNGLNGLNGRT（Resistance Thermal etector）監(jiān)測(cè)預(yù)冷進(jìn)程,同時(shí)關(guān)于現(xiàn)有的液位監(jiān)測(cè)預(yù)冷進(jìn)程提出了整改建議?！酒诳Q】上海煤氣【年(卷),期】2012(000)002【總頁(yè)數(shù)】4 頁(yè)(P4-6,17)【關(guān)鍵詞】LNG 接受站;高壓輸送泵;RT;液位監(jiān)測(cè);預(yù)冷【作 者】劉猛【作者

3、單位】上海液化天然氣有限責(zé)任公司【正文語種】中 文【中圖分類】TU272.207引言LNGLNGLNGLNG 接受站一般都坐落城市偏遠(yuǎn)的郊區(qū)。因此，LNG 再汽化之前都需要經(jīng)高壓輸送泵加壓至 10 MPa 后，進(jìn)入汽化器汽化，以供遠(yuǎn)距離用戶使用。而高壓輸送泵在初次投用及日常維持保養(yǎng)后的預(yù)冷是接受站最復(fù)雜、最難控制的操作之一。本文以上海 LNG 接受站為例闡述高壓輸送泵預(yù)冷方案、存在的問題并且提出相應(yīng)的改進(jìn)建議。高壓輸送泵概述LNGLNG、SCVLNG5管，可以實(shí)現(xiàn)關(guān)于低流量的保護(hù)。高壓泵屬于立式筒袋泵，其工作溫度為：-152-165 ，入口壓力為：0.80 MPa472m3/h2136m10M

4、Pa。2 高壓輸送泵預(yù)冷方案為什么要預(yù)冷高壓輸送泵在正式進(jìn)入低溫液體前，要進(jìn)行充分冷卻，即預(yù)冷進(jìn)程。泵的吸入口罐采用奧氏體不銹鋼材料。泵體的主要材料為鋁合金及奧氏體不銹鋼材制造。鋁和奧氏體不銹鋼材料具有優(yōu)異的低溫性能，但奧氏體不銹鋼膨脹系數(shù)較大，在極低溫度下導(dǎo)熱系數(shù)很低。為了防止在溫度變化過快、熱應(yīng)力過大而使材料或連接部位產(chǎn)生損壞等問題，所以就要求在泵進(jìn)入低溫液體前必需進(jìn)行預(yù)冷操作，并且確保溫度變化率不會(huì)過大，以確保投運(yùn)安全。預(yù)冷方案在預(yù)冷開始前，用氮?dú)怅P(guān)于高壓泵輸送泵的進(jìn)出口管線、泵體進(jìn)行干燥、置換，具體置換步驟和流程不是本文介紹的重點(diǎn)，但操作時(shí)必需控制氮?dú)獾牧髁坎灰诉^大，防止葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)而導(dǎo)致

5、軸承磨損，廠家推薦：0.55 m3/h。在置換進(jìn)程中，當(dāng)高壓輸送泵及其管線滿足氧氣濃度不大于 1%(體積比)、露點(diǎn)小于-40 條件后就結(jié)束置換和干燥，可開始關(guān)于高壓輸送泵進(jìn)行預(yù)冷。整個(gè)預(yù)冷進(jìn)程依照預(yù)冷的主要部位不同可分為三個(gè)階段即：入口管線預(yù)冷、泵體預(yù)冷、出口管線預(yù)冷。導(dǎo)通相關(guān)流程確保出口管線、最小回流管線、排氣管線保證出口隔離的情況下，打通預(yù)冷時(shí)去 BOG 管線的流程。預(yù)冷流程見圖 1 所示：圖 1 高壓輸送泵預(yù)冷流程示意V-01BOGTG-01-100以下時(shí)，逐漸關(guān)小并且最終關(guān)V-02。這階段主要是冷卻入口管線，并且將冷氣趕入泵內(nèi)。操作進(jìn)程要保證LNGLNGLNG5 h泵體預(yù)冷：適當(dāng)控制閥

6、門 V-01 的開度，緩慢建立泵筒的液位，經(jīng)過控制 LNG 進(jìn)液速度，來控制液位的上升速度(810 h 上升到 80%)，同時(shí)觀察泵筒液位變送器LT-01/02 和出口管線上的溫度表 TG-02。當(dāng)泵筒筒液位變送器 LT-01/02 達(dá)到80%，關(guān)閉排氣管線和出口管線處去 BOG 總管的閥門，在進(jìn)行冷卻時(shí)，重點(diǎn)檢查是否有泄漏。這階段主要是冷卻泵體，控制重點(diǎn)是液位上升速度，整個(gè)進(jìn)程控制在10 h。出口管線預(yù)冷：待泵筒壓力和泵出口壓力升至約 0.8 MPa 和再冷凝器出口壓力接近時(shí)，慢慢打開高壓泵去再冷凝器排氣管線的出口閥。然后預(yù)冷最小回流管線，當(dāng)出口溫度表 TG-02 達(dá)到-100 左右時(shí)，打開

7、最小回流管線的流量控制閥并且打開出口手閥。同時(shí)，調(diào)整出口管線的保冷量，打開出口總閥解除隔離。這階段主要是冷卻出口管線，考慮到壓差太大不好控制，故先將泵體升壓。本階段最好控制在 5 h 左右，靜置至少 4 h 以上，待高壓泵完全冷卻后(實(shí)際泵體浸漬 LNG 至少 9 h)，準(zhǔn)備啟泵試運(yùn)行。預(yù)冷方案的思考24 h使用設(shè)備，預(yù)冷進(jìn)程把握越慢越好的原則沒什么問題。如果時(shí)間比較緊急，上面的方案就有些捉襟見肘了。究其原因主要是入口管線冷卻完畢后，在預(yù)冷泵體的時(shí)候沒有任何的監(jiān)測(cè)手段，擔(dān)心因溫降過快而引起的熱應(yīng)力過大問題。1 100 mm。當(dāng)有液位顯示時(shí)，泵的入口導(dǎo)輪、下軸承、13LNG測(cè)，導(dǎo)致在進(jìn)程中速度無

8、法控制。依照廠家建議在預(yù)冷時(shí)只要保證每小時(shí)降溫在30508 h的速度，必需尋找中間進(jìn)程有效的監(jiān)測(cè)方法，這樣才能達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。解決方法RT為了解決在預(yù)冷進(jìn)程中監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)的問題，可以在高壓泵泵筒的上中下三個(gè)位置安裝三個(gè) RT (Resistance Thermal etector)見圖 2 所示，經(jīng)過測(cè)量泵筒的外表面溫度來監(jiān)測(cè)預(yù)冷操作。圖 2 RT 安裝部署示意RT 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中一切相關(guān)的零部件必需是適合低溫環(huán)境的(溫度從-30 -170 )。而與吸入罐表面接觸的一切材料都必需適合-170使用泵筒液位進(jìn)行監(jiān)測(cè)另外一種方法就是改裝目前泵筒的液位計(jì)，使其零點(diǎn)在泵筒的底部，同時(shí)關(guān)于泵的幾個(gè)關(guān)鍵部位點(diǎn)，進(jìn)行

9、劃分以確定預(yù)冷進(jìn)程的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，關(guān)鍵部位點(diǎn)的劃分如圖 3 所示：圖 3 液位監(jiān)測(cè)預(yù)冷分段表 1 預(yù)冷分段的液位和保留時(shí)間?液位監(jiān)測(cè)器管嘴距泵筒頂部的距離大約 5 m，因 LNG 的比重最大約為 0.45，則液位監(jiān)視器的最大壓差約為 0.025 MPa，因此要求液位計(jì)的精度非常高。當(dāng)吸入罐底部出現(xiàn)液位時(shí)，液位監(jiān)視器會(huì)出現(xiàn)微弱的抖動(dòng)，從這個(gè)現(xiàn)象可以得知在泵筒內(nèi)已經(jīng)有液相 LNG 出現(xiàn)。隨后，就可以依照上述方案中描述的步驟冷卻泵。經(jīng)過預(yù)冷管線進(jìn)口將 LNG 注入泵筒，控制液位速度在每分鐘大約 23.5 mm，預(yù)冷程序完成的時(shí)間決不能少于 8 h 。當(dāng)液位到達(dá)規(guī)則值就停留一段時(shí)間，使其部位充分的預(yù)冷。在預(yù)冷初始時(shí)期，一定要控制好預(yù)冷的速度，決不能將 LNG 經(jīng)過進(jìn)口管線注入到泵筒，防止 LNG 噴灑在泵的一側(cè)。4 結(jié)論RT1/50RTLNGRTLNGRTLNG 的溫度。