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LNG項(xiàng)目中石灰液位計(jì)的安裝與使用要點(diǎn)
摘要
從LNG項(xiàng)目特點(diǎn)來(lái)說(shuō),其介質(zhì)具有低溫性,在進(jìn)行儀表的選擇時(shí),要重點(diǎn)做好儀表的低溫檢測(cè)原理分析,明確儀表安裝方式以及注意事項(xiàng)?,F(xiàn)結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際經(jīng)驗(yàn),針對(duì)LNG項(xiàng)目中低溫儀表的選用,及安裝調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題,做簡(jiǎn)單的論述,總結(jié)了注意事項(xiàng),為相關(guān)工程提供參考。
引言
縱觀行業(yè)發(fā)展,博萊克威奇(BLACK&VEATCH)中型規(guī)模天然氣液化技術(shù)始終處于**地位,已經(jīng)生產(chǎn)大約1.6億噸液化天然氣。該工藝不僅操作簡(jiǎn)單,設(shè)備使用數(shù)量少,運(yùn)行效率高,而且投資和運(yùn)營(yíng)的成本較低。在已投產(chǎn)的液化天然氣工廠生產(chǎn)中,大多應(yīng)用PRICO單級(jí)混合制冷工藝。主要是因其具有液化天然氣產(chǎn)能的優(yōu)勢(shì),且原料氣組分靈活。目前,在中國(guó)博萊克威奇和康泰斯,已建立23條液化天然氣生產(chǎn)裝置,在生產(chǎn)方面彰顯了不錯(cuò)的優(yōu)勢(shì),總產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)12500t/d,并且處于不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。
1 LNG特點(diǎn)分析
液化天然氣為新型能源,屬于清潔高效能源類型,因而備受企業(yè)青睞,被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。目前,LNG貿(mào)易在能源市場(chǎng)的地位不斷提升,LNG接收站以及液化站的建設(shè)不斷增加,如何選擇低溫儀表,成為項(xiàng)目建設(shè)的關(guān)注重點(diǎn)。在常壓狀態(tài)下,氣態(tài)天然氣可冷卻到-162℃,也就是凝結(jié)成為LNG。LNG的主要組分為甲烷,一般情況下,被儲(chǔ)存在112K(-161.15℃)、壓力大小為0.1MPa左右的低溫儲(chǔ)罐內(nèi),LNG密度是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷密度的600多倍。為保證天然氣使用的安全性和可靠性,要做好項(xiàng)目建設(shè)的嚴(yán)格把控,選擇適合的儀表?,F(xiàn)結(jié)合具體項(xiàng)目,分析如何選擇和安裝低溫儀表。
2 LNG項(xiàng)目中低溫儀表的選擇及安裝注意事項(xiàng)
2.1溫度儀表
在常壓狀態(tài)下,液化天然氣的溫度為-162℃,對(duì)LNG進(jìn)行溫度測(cè)量,多選擇熱電阻PT100溫度傳感器裝置。熱電阻PT100在低溫狀態(tài)下可以測(cè)量到-200℃,并且精度很高,性能比較穩(wěn)定,具有較好的重復(fù)性。從LNG項(xiàng)目實(shí)際來(lái)說(shuō),儲(chǔ)罐溫度測(cè)量的實(shí)現(xiàn),是在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)部設(shè)置儲(chǔ)罐多點(diǎn)溫度計(jì),進(jìn)而完成相應(yīng)的測(cè)量工作。一般來(lái)說(shuō),LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)壁、底部以及吊頂?shù)炔课?,都是?chǔ)罐多點(diǎn)溫度計(jì)的安裝位置,在冷卻過(guò)程以及具體操作時(shí),均能開(kāi)展溫度監(jiān)測(cè)。除此之外,LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)外罐間隙,也會(huì)設(shè)置儲(chǔ)罐多點(diǎn)溫度計(jì),基于溫度參數(shù)的變化,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐泄漏的監(jiān)測(cè)。
以昆侖能源華油天然氣四川廣安液化天然氣2萬(wàn)方儲(chǔ)罐為例,在安裝多點(diǎn)溫度計(jì)過(guò)程中,內(nèi)罐底部溫度熱電阻需要從內(nèi)罐浮頂進(jìn)入罐內(nèi),沿罐壁垂直向下固定在罐底部。如需夾層底部溫度測(cè)量,則需要將溫度熱電阻沿外罐壁垂直而下,固定在罐底夾層的氮?dú)夤苌?,每間隔4m布置1個(gè)電纜固線器,如圖1所示。
然后利用多孔法蘭(結(jié)合LNG項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)選擇法蘭的孔數(shù)以及尺寸大?。?,將其接到LNG罐頂?shù)臏囟茸兯推鹘泳€箱內(nèi)部,再使用多芯電纜把4~20mA信號(hào)發(fā)送到控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)安裝RTD熱電阻建議選用雙支,方便以后檢修更換。圖2為LNG儲(chǔ)罐溫度顯示。
2.2 液位儀表
從LNG低溫測(cè)量實(shí)際來(lái)說(shuō),低溫液體液位的測(cè)量,可以選擇的方法有很多。在實(shí)際運(yùn)用中,要結(jié)合LNG項(xiàng)目特點(diǎn)以及設(shè)備的具體情況,來(lái)選擇*為適合的方法。以“時(shí)達(dá)綠能液化天然氣100萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米/天”項(xiàng)目的重?zé)N分離罐液位為例,分析中小型液化天然氣儲(chǔ)槽以及低溫壓力容器的液位測(cè)量方法。目前,其主要采取以下方法:
(1)差壓法。在小型LNG儲(chǔ)罐內(nèi),開(kāi)展低溫液體液位的測(cè)量,多采用差壓法。該方法是從儲(chǔ)罐底部以及頂部,各引出一個(gè)引壓管,對(duì)兩個(gè)引壓管的壓力差大小進(jìn)行測(cè)量,也就是儲(chǔ)罐內(nèi)部液柱產(chǎn)生的靜壓力,進(jìn)而確定儲(chǔ)罐內(nèi)部的液柱高度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)顯示的結(jié)果,也可以利用石灰液位計(jì),把采集的信號(hào)發(fā)送給中控室,*終顯示和報(bào)警,輔助儲(chǔ)罐或者系統(tǒng)的控制聯(lián)鎖。從方法的應(yīng)用實(shí)際來(lái)說(shuō),此方法不僅原理簡(jiǎn)單,而且使用比較方便,能夠連續(xù)指示液位。
在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作過(guò)程中,由于引壓管內(nèi)部吹掃不干凈,導(dǎo)致磁性液位計(jì)膜片變形,引起液位測(cè)量波動(dòng)。解決方法:拆卸引壓管,重新吹掃管道,清理膜片雜質(zhì),如圖3所示。
(2)低溫型帶真空夾套的石灰液位計(jì)。對(duì)小型低溫壓力容器,開(kāi)展液位測(cè)量作業(yè),可以使用此類液位計(jì),其基于原結(jié)構(gòu),在測(cè)量筒以及平衡連接管外側(cè),設(shè)置了真空保溫層。因此,即使平衡管以及測(cè)量筒內(nèi)部的液體處于低溫狀態(tài),由于外部設(shè)置了真空保溫層,控制了低溫液體以及外界空氣溫度因素的影響,避免液位計(jì)冷凝,進(jìn)而消除了結(jié)冰的問(wèn)題。在現(xiàn)場(chǎng)液位測(cè)量作業(yè)中,使用石灰液位計(jì)裝置,因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,且觀察清晰明了,進(jìn)而在低溫場(chǎng)合被廣泛應(yīng)用。
現(xiàn)場(chǎng)磁翻板液位計(jì)(圖4)由于儲(chǔ)罐壓力偏高,正常生產(chǎn)時(shí)為3MPa,導(dǎo)致磁翻版液位計(jì)浮子被壓扁。解決方法:尋找能夠生產(chǎn)耐高壓低密度液位計(jì)浮子廠家。
2.3 流量?jī)x表
在選擇流量?jī)x表時(shí),要結(jié)合天然氣工程的流程特點(diǎn)以及工藝要求。開(kāi)展低溫介質(zhì)流量的測(cè)量作業(yè),如果用于監(jiān)測(cè)控制,而且精度要求不是很高,可以選擇節(jié)流式流量計(jì),或者選擇轉(zhuǎn)子流量計(jì)。如果用于交接計(jì)量,而且精度要求比較高,則選擇低溫介質(zhì)流量計(jì)。利用節(jié)流裝置,進(jìn)行LNG流量的測(cè)量,選擇較高壓差,能夠確保測(cè)量的精準(zhǔn)度,并且縮短上游側(cè)必要的直管段長(zhǎng)度。不過(guò),若壓力達(dá)到飽和蒸汽壓時(shí),液化天然氣很容易發(fā)生閃蒸,基于此情況,應(yīng)合理選擇差壓。
鑒于以往的工程經(jīng)驗(yàn),孔板的選擇不僅需要達(dá)到特定的技術(shù)要求,還得具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。因?yàn)榭装鍥](méi)有可動(dòng)部件,所以不需要考慮潤(rùn)滑和摩擦問(wèn)題,但需要注意的是,孔板的量程范圍很小,只有1∶3,并且孔板適宜的*小管徑是DN50。在特殊工藝階段,需要壓降級(jí)別比較大時(shí),也可以選擇多級(jí)限流孔板,但是在安裝過(guò)程中需要注意安裝方向,小孔朝上游方向。
不同于孔板,轉(zhuǎn)子流量計(jì)采用變面積式測(cè)量原理,多用于液體及氣體的測(cè)量,在惡劣的環(huán)境條件以及各類介質(zhì)條件的流量測(cè)量實(shí)踐中,它有著很大的優(yōu)勢(shì)。目前,多使用的是金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)和玻璃管流量計(jì)。在具體選擇時(shí),要做好特性分析,并且考慮其耐久性的優(yōu)劣。LNG測(cè)量作業(yè)中,對(duì)于使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí)易發(fā)生的故障,必須嚴(yán)格把控。在安裝轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)在安裝作業(yè)前,要將流量計(jì)中的頂襯物取出來(lái),保證產(chǎn)品運(yùn)輸環(huán)節(jié)不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。除此之外,要檢查好椎管是否存在破損的情況,檢查浮子是否可以自由上下移動(dòng),確保正常后再進(jìn)行安裝。此外,要做好技術(shù)參數(shù)的檢查,比如測(cè)量范圍和精確度等。
(2)對(duì)于新裝管路,必須沖洗,確保管路中無(wú)雜質(zhì)顆粒存留,以免造成浮子卡住。
(3)轉(zhuǎn)子流量計(jì)時(shí),必須把控好垂直度。將其安裝在無(wú)振動(dòng)的管道上,其中心線和鉛垂線路的夾角不得超過(guò)5°。由于大口徑流量計(jì)質(zhì)量大,為了避免出現(xiàn)管道彎曲的情況,必須采取有效的支撐措施或者其他措施。
(4)完成安裝作業(yè)后,要做好質(zhì)量檢測(cè)和檢查,確保轉(zhuǎn)子流量計(jì)的使用效果。
2.4 分析儀表
從使用的角度來(lái)說(shuō),LNG成品的組分分析,需要分析儀表的支持。在進(jìn)行LNG產(chǎn)品合格性的分析時(shí),成品的組分為主要衡量指標(biāo)。因?yàn)橐簯B(tài)天然氣屬于超低溫的液體混合物,為精準(zhǔn)獲取組分,必須確保組分的分流氣化,并且保證氣化的均勻性。就當(dāng)前實(shí)際來(lái)說(shuō),LNG產(chǎn)品的連續(xù)取樣,多運(yùn)用以下方法:
(1)利用電加熱氣化取樣探頭,把測(cè)量介質(zhì)引入在線色譜分析儀,實(shí)時(shí)分析氣體組分。在使用在線色譜分析儀(圖5)時(shí),需要配合標(biāo)氣及載氣,提前對(duì)色譜進(jìn)行標(biāo)定。預(yù)處理部分,先把每個(gè)取樣管路取下來(lái)吹掃5~10min(取樣探頭壓力設(shè)定為2~3kg),保證沒(méi)有雜質(zhì)摻入,然后接上管線。要注意定期檢查色譜載氣(H2或者N2)使用情況,及時(shí)更換。如果更換不及時(shí),在使用完之前,*好停用色譜,防止燒壞檢測(cè)器。
(2)專業(yè)的LNG深冷汽化器?;谏鲜鲅b置,實(shí)現(xiàn)LNG取樣以及氣化,不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且成本比較低。通過(guò)該方法采取的試樣,經(jīng)過(guò)汽化器裝置氣化處理后,輸送到儲(chǔ)氣筒或者緩沖罐,經(jīng)過(guò)均勻混合后減壓保溫,送到色譜分析儀。按照取樣相關(guān)規(guī)范,在進(jìn)行LNG取樣時(shí),要盡量避免管線中介質(zhì)氣化,需要采取相應(yīng)的措施,確保收集的氣樣具有代表性。因此,建議使用LNG深冷汽化器,進(jìn)而確保分析的效率和質(zhì)量。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,在LNG項(xiàng)目中,選擇低溫儀表時(shí),包括溫度儀表和流量?jī)x表等,要做好把控。在具體實(shí)踐中,要結(jié)合LNG的特性選擇適合的儀表。