對(duì)LNG導(dǎo)壓管設(shè)計(jì)安裝的研究

龍偉

摘要：本文圍繞LNG工程中對(duì)壓力的測(cè)量，將對(duì)低溫液體壓力進(jìn)行測(cè)量的具體原理提出來，并針對(duì)不同場(chǎng)合對(duì)導(dǎo)壓管具體的設(shè)計(jì)安裝提出要求，最后對(duì)其投產(chǎn)維護(hù)作了簡(jiǎn)單探討。

關(guān)鍵詞：LNG；導(dǎo)壓管；設(shè)計(jì)安裝

對(duì)于LNG工程來說，其在很多地方都需要對(duì)壓力進(jìn)行測(cè)量。比如對(duì)儲(chǔ)罐壓力以及管線壓力還有流量和儲(chǔ)罐液位。但是因?yàn)楣こ烫厥庑裕瑝毫y(cè)量問題的解決是一個(gè)難點(diǎn)問題。對(duì)其壓力進(jìn)行測(cè)量，最關(guān)鍵的是對(duì)導(dǎo)壓管進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝。就目前情況來說，LNG工程在我國(guó)沒有太長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)間，一般都是參考國(guó)外的設(shè)計(jì)方案，但是經(jīng)常因?yàn)闆]有正確理解，導(dǎo)致設(shè)計(jì)安裝中出現(xiàn)各種問題。

1.設(shè)計(jì)安裝

1.1引壓閥的角度

過程管道內(nèi)的殘液，尾氣或沉淀物等流入導(dǎo)壓管內(nèi)是產(chǎn)生壓力測(cè)量誤差或堵塞的主要原因，要消除這些影響，引壓閥的方向常規(guī)做法如下：

過程流體是氣體時(shí)，引壓方向?yàn)榇怪毕蛏匣虼怪狈较蛏戏?5度之內(nèi)。

過程流體是液體時(shí)，引壓方向?yàn)樗椒较蚧蛩椒较虻南路?5度之內(nèi)。

過程流體是蒸氣時(shí)，引壓方向?yàn)樗椒较蚧蛩椒较虻纳戏?5度之內(nèi)。

但如果測(cè)量LNG的壓力，就不能按照上面的方法來設(shè)置。因?yàn)長(zhǎng)NG的壓力測(cè)量是通過氣化(使液體變成氣體)來測(cè)量，這就需要稍作變通，引壓方向應(yīng)為水平方向的上方5°～ 10°之內(nèi)。這是為了能把LNG氣化后的氣體封住在導(dǎo)壓管里，又盡量避免導(dǎo)壓管里的液柱變化太大，影響測(cè)量準(zhǔn)確性。

1.2引壓閥與變送器的相對(duì)位置

如果殘液或殘氣滯留在引壓管內(nèi)，則需定期打開排液閥(或排氣閥)清除，由于該項(xiàng)工作會(huì)暫時(shí)給壓力表測(cè)量帶來影響，因此最好在配管時(shí)就做到，能使殘液或殘氣能自動(dòng)回流到過程設(shè)備或管道中。常規(guī)做法如下：

過程流體是氣體，原則上變送器的位置高于引壓閥。

過程流體是液體，原則上變送器的位置低于引壓閥。

測(cè)量LNG壓力其實(shí)是測(cè)量氣化后的氣體壓力，變送器的位置應(yīng)高于引壓閥。這樣避免液相流向壓力變送器，保證壓力變送器不要損壞。

1.3導(dǎo)壓管的走向

測(cè)量LNG壓力，導(dǎo)壓管從取壓口開始，應(yīng)先水平走600mm以上，要有1:20坡度，然后再往上走一小段，往上走的距離盡量短。液態(tài)的天然氣從取壓口出來，吸收空氣的熱量，開始?xì)饣?，為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確，就必須使LNG在水平管段保持氣液兩相，液相不能上升到垂直管段，也不能退回到取壓口，否則由于液柱的存在，造成測(cè)量結(jié)果的偏移。水平管段的長(zhǎng)度保證讓液態(tài)的LNG充分氣化，使其溫度升高到壓力變送器可以承受的溫度范用之內(nèi)。為了讓LNG不能流向儀表端，水平管段要稍有一點(diǎn)坡度。但導(dǎo)壓管的傾斜角度要求比較嚴(yán)，不能太大，也不能太小。如果坡度太大，就會(huì)使液柱高度范圍變大，形成測(cè)量誤差。如果坡度太小，氣泡就容易向主管線里冒，就會(huì)造成熱交換加劇，產(chǎn)生大量的蒸發(fā)氣，而且測(cè)量值波動(dòng)較大。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，坡度為1:50～1:100 之間比較合適。

1.4測(cè)量LNG儲(chǔ)罐的壓力

低溫的LNG儲(chǔ)罐需要測(cè)量罐內(nèi)的壓力與大氣壓力的差壓，這個(gè)壓力非常小。用差壓變送器測(cè)量微壓時(shí)，低壓側(cè)的導(dǎo)壓管接口應(yīng)聯(lián)通大氣壓，如果變送器的周圍有風(fēng)，基準(zhǔn)壓力有變化，測(cè)量壓力時(shí)會(huì)產(chǎn)生誤差。此時(shí)請(qǐng)把變送器置于箱內(nèi)，或在低壓側(cè)配上導(dǎo)壓管，并將導(dǎo)壓管一端插進(jìn)帶有底板的筒狀防風(fēng)盒內(nèi)。

1.5保冷材料的安裝

導(dǎo)壓管從取壓口開始，水平管段的前半段，需要做保冷，保冷長(zhǎng)度約為300mm。發(fā)泡橡膠不透水，但要避免紫外線照射，因此不用做防潮層，只需做外護(hù)層。

1.6導(dǎo)壓管固定

導(dǎo)壓管較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)固定在支架上，以防止振動(dòng)。

1.7導(dǎo)壓管的配管示例

（1）壓力變送器應(yīng)低于取壓口。在LNG加注站用差壓方式測(cè)量?jī)?chǔ)罐的液位是發(fā)現(xiàn)這種情況。這樣低溫液體將直接進(jìn)入儀表，在環(huán)境溫度下立即氣化，形成氣體，進(jìn)入設(shè)備里。如此反復(fù)循環(huán)，一方面形成對(duì)流，不斷冒泡，致使儀表指示波動(dòng)，測(cè)量不準(zhǔn)確，出現(xiàn)假液位等，同時(shí)大量產(chǎn)生bog，另一方面儀表直接接觸低溫液體，容易發(fā)生脆裂，有泄漏的危險(xiǎn)。

（2）沒有安裝泄壓閥。這樣維修儀表就較麻煩。

（3）導(dǎo)壓管過短，低溫介質(zhì)來不及氣化。乙烯裝置低溫介質(zhì)（主要指冷區(qū)、丙烯分餾塔和乙烯分餾塔以及各自的回流罐等）。常規(guī)裝置液位測(cè)量中，設(shè)備中的介質(zhì)狀態(tài)和測(cè)量管路中的介質(zhì)狀態(tài)是相同的，并且液位變送器的膜盒必須等于或低于設(shè)備下取壓口。導(dǎo)壓管從取壓口引出必須水平或向下，不能出現(xiàn)假液位?？墒且蚁┭b置低溫介質(zhì)的液位測(cè)量有自己的特殊性。

低溫介質(zhì)的液位測(cè)量如果按照常規(guī)液位測(cè)量設(shè)計(jì)和施工，但是在開車的過程中儀表就會(huì)出現(xiàn)液位測(cè)量不準(zhǔn)確（主要現(xiàn)象：儀表剛投上開始，較為準(zhǔn)確，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)8分鐘、10分鐘，液位指示值就與實(shí)際值相差20%-40%），最后經(jīng)設(shè)計(jì)院和用戶專家研究，找出原因，就是儀表導(dǎo)壓管和變送器的安裝錯(cuò)誤造成的。分析原因如下：

第一，介質(zhì)進(jìn)入導(dǎo)壓管后，由于外界溫度影響，介質(zhì)溫度升高，開始汽化，但是汽化不充分，形成氣液兩相。

第二，由于導(dǎo)壓管向下，使得液體不能夠倒流入設(shè)備，導(dǎo)致導(dǎo)壓管內(nèi)氣液相界面不穩(wěn)定。

最后液位變送器的儀表導(dǎo)壓管全部進(jìn)行修改，從一次閥后先向上傾斜，傾斜距離能夠滿足冷態(tài)介質(zhì)能充分汽化，保證沒有汽化的液相能夠倒流入設(shè)備。修改后投用一次成功。

2.投產(chǎn)維護(hù)

考慮到LNG具有低溫特性，若是在導(dǎo)壓管中存在水分，就會(huì)使導(dǎo)壓管出現(xiàn)冰堵現(xiàn)象。所以當(dāng)儀表導(dǎo)壓管在試壓工作完成之后，還要做好干燥處理，使用氮?dú)饣蛘呤莾x表風(fēng)對(duì)其進(jìn)行吹掃，確保其干凈。

如果試壓合格，沒有漏，并不代表在投產(chǎn)之后不會(huì)出現(xiàn)泄露的現(xiàn)象，在投產(chǎn)之后，低溫介質(zhì)流入，儀表管閥件就會(huì)出現(xiàn)溫度降低的現(xiàn)象，這時(shí)材料發(fā)生收縮現(xiàn)象，法蘭以及卡套接頭的地方就會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，最終導(dǎo)致泄露現(xiàn)象的發(fā)生。冷緊是很重要的，在試車時(shí)，要由專人對(duì)儀表做好巡檢冷緊。

冷系統(tǒng)中的儀表在安裝時(shí)，使用的螺栓與墊片是嚴(yán)格按照相關(guān)溫度等級(jí)進(jìn)行選定的，在具體的使用過程中，要按施工圖進(jìn)行對(duì)號(hào)入座，避免出現(xiàn)代用現(xiàn)象。

3.結(jié)語

要想在LNG工程中，做好壓力測(cè)量工作，就要對(duì)工程特性以及壓力測(cè)量的具體原理進(jìn)行理解，這樣才能將工作中的各種問題及時(shí)解決。

4.參考文獻(xiàn)

[1] 《自控安裝圖冊(cè)》 HG/T 21581-2010

[2] 《儀表配管配線設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG/T20512-2000