天然氣管道干燥置換及氣密性運(yùn)用分析

劉旺兵(海油粵東液化天然氣有限責(zé)任公司，廣東 揭陽 515200)

1 工程實(shí)例

粵東LNG 項(xiàng)目接收站工程，由于高壓系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn)取設(shè)計(jì)壓力存在較大風(fēng)險(xiǎn)，系統(tǒng)氣密試驗(yàn)采用10%的氦氣(He)+90%的氮?dú)?N2)，試驗(yàn)壓力0.6MPa(設(shè)計(jì)壓力小于0.6MPa的工藝管道仍按設(shè)計(jì)壓力)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。同時(shí)結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)，在系統(tǒng)干燥前對設(shè)備、管道分別進(jìn)行初步氣密試驗(yàn)，初步氣密試驗(yàn)采用壓縮空氣，試驗(yàn)壓力0.6MPa(設(shè)計(jì)壓力小于0.6MPa 的工藝管道按設(shè)計(jì)壓力)進(jìn)行氣密試驗(yàn)，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(yàn)。系統(tǒng)氣密試驗(yàn)采用10%的氦氣(He)+90%的氮?dú)?N2)試驗(yàn)壓力0.6MPa(設(shè)計(jì)壓力小于0.6MPa 的工藝管道仍按設(shè)計(jì)壓力),用壓縮氣體進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。

根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)，干燥分初步干燥和系統(tǒng)干燥兩個(gè)階段進(jìn)行，其中在初步干燥中應(yīng)對所有檢測點(diǎn)的露點(diǎn)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(yàn)至試驗(yàn)壓力時(shí)，經(jīng)檢測氦氣與氮?dú)馔耆旌虾筮M(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(diǎn)檢查，采用氦氣質(zhì)譜儀進(jìn)行漏點(diǎn)檢測。

2 干燥置換運(yùn)用

2.1 系統(tǒng)干燥

按照項(xiàng)目實(shí)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(shí)施初步干燥過程中，需要對檢測點(diǎn)展開露點(diǎn)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(shí)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(shí)盲板，同時(shí)需要運(yùn)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(yùn)用做好加熱爐到汽化器間的銜接。

實(shí)施氮?dú)庾⑷脒^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?dú)鉁囟瓤刂圃?5℃左右。運(yùn)用反復(fù)間斷性吹掃模式，實(shí)施干燥處理，并要運(yùn)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(dòng)閥、手動(dòng)球閥、電動(dòng)球閥、單向閥、截止閥以及不能檢測的死角和未設(shè)排污點(diǎn)的閥門，干燥時(shí)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(shí)用電熱帶對閥體進(jìn)行纏繞加熱，同時(shí)再用高純氮?dú)夥磸?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(diǎn)達(dá)到-20℃視為合格。

2.2 氮?dú)庵脫Q

實(shí)施注氮操作過程中，需要做好以下幾點(diǎn)：

(1)將預(yù)制好的注氮臨時(shí)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?dú)饣瘷C(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(jì)流量等數(shù)據(jù)展開詳細(xì)記錄，并要按照累計(jì)流量數(shù)值，展開氮?dú)饬魉儆?jì)算，確定注氮具體情況。

(4)在檢測點(diǎn)對排出氣體含氧量實(shí)施檢查，在三次檢測含氧量均沒有超過2%時(shí)，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(shí)施氮?dú)庵脫Q過程中，需要從氮?dú)膺M(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(diǎn)合格之后，才可進(jìn)入到后續(xù)流程中。

(6)對死角部位實(shí)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(yùn)用閥門對設(shè)備口閥門管線展開切斷處理，并運(yùn)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(diǎn)溫度能夠達(dá)到-40℃左右。同時(shí)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(shí)施注意事項(xiàng)

在實(shí)施工藝過程中，需要做好以下幾點(diǎn)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(shí)，不可出現(xiàn)隨意敲擊或亂動(dòng)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(xiàng)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(shí)，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(shí)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(yàn)

3.1 試驗(yàn)具體操作

初步氣密試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)逐級緩慢升壓，當(dāng)壓力升至試驗(yàn)壓力的50%時(shí)，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(yàn)壓力的10%逐級升壓，每級穩(wěn)壓3min，直至試驗(yàn)壓力。初步試驗(yàn)壓力升至試驗(yàn)壓力時(shí)，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(diǎn)檢查，涂刷中性發(fā)泡劑進(jìn)行檢驗(yàn)，不泄漏為合格。

系統(tǒng)氣密試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)逐級緩慢升壓，當(dāng)壓力升至試驗(yàn)壓力的50%(0.3MPa)時(shí)進(jìn)行穩(wěn)壓，用發(fā)泡水噴灑各檢測點(diǎn)進(jìn)行全面檢查，未發(fā)現(xiàn)異狀或泄露時(shí)，暫停氮?dú)庾⑷?，啟?dòng)氦氣注入設(shè)備，依據(jù)《GB/T 14070—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?dú)?，按試?yàn)壓力的10%逐級升壓，每級穩(wěn)壓3min，直至試驗(yàn)壓力。系統(tǒng)氣密試驗(yàn)至試驗(yàn)壓力時(shí)，經(jīng)檢測氦氣與氮?dú)馔耆旌虾筮M(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(diǎn)檢查，采用氦氣質(zhì)譜儀進(jìn)行漏點(diǎn)檢測。

在實(shí)施氣密試驗(yàn)時(shí)需注意，系統(tǒng)氣密試驗(yàn)和初步氣密試驗(yàn)兩種試驗(yàn)開展方式并不相同，兩者之間的差異，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，系統(tǒng)氣密試驗(yàn)是針對設(shè)備管道整體的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，而初步實(shí)驗(yàn)是對管道設(shè)備展開的分別氣密試驗(yàn)；第二，兩種試驗(yàn)介質(zhì)并不同，運(yùn)用沖氦檢漏技術(shù)實(shí)施檢驗(yàn)，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(yàn)時(shí)間和試驗(yàn)次數(shù)，嚴(yán)重影響試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。為了保證系統(tǒng)的氦氣本底值減少試驗(yàn)次數(shù)，首先用空氣進(jìn)行初步氣密試驗(yàn)，這樣既節(jié)約了成本，又保證了試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

3.2 試驗(yàn)質(zhì)量控制措施

在實(shí)施試驗(yàn)過程中，需要做好以下幾點(diǎn)控制：

(1)所有試驗(yàn)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(dòng)。

(2)構(gòu)建責(zé)任部門負(fù)責(zé)試驗(yàn)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(yàn)容器設(shè)備等不當(dāng)操作行為，嚴(yán)禁實(shí)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(shí)間，通常建議停壓時(shí)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(shí)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?dú)庵脫Q工藝特點(diǎn)，科學(xué)展開工藝應(yīng)用，確保該項(xiàng)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(yùn)輸創(chuàng)造出更加有利的環(huán)境，以為天然氣運(yùn)用提供可靠支持與保障。