LNG改扩建项目中管道应力超标的整改

第 3 卷第 9 期 ( 2 0 1 4 0 9 )( 行业论坛) L NG改扩建项目中管道应力超标的整改 李峰 黄惠龙 广东大 鹏液 化天 然 气有限 公司 摘要：广 东大鹏 L NG改扩建项 目中的 ORV ( 开架式汽化器)和 HP ( 高压泵)在项 目试车 过程 中出现 了法兰泄漏、管道应 力超标问题 ，导致 管道应力超标的重要原 因是管道应 力计算和 分析不合理 ，包括建立的应力计算模型不合理、应力计算的边界 条件不准确 以及应力计算结果 的分析和校核不充分 。在改造方案 中，利用 C AE S AR l 1 4 5软件 ，对ORV管道进行 当量压力计 算，进行静力管道应力分析；提出了增加管道柔性，减小F c v 一1 1 5 9 1 法兰受力的具体方案；在 HP 一 1 2 入 口汇管处增加一根铜结构 ，以减 少附近 管口的应力；增加 所有应力超标 法兰处的螺 栓力矩值。经过整改后 ，管道应力超标问题得到有效解决。 关键词：L N G；管道应力 ；试车 ；应力超标 d o i ： 1 0 3 9 6 9 4 i s s n 1 0 0 6 6 8 9 6 2 0 1 4 9 0 0 3 2 0 1 0 年广东大鹏 液化天然气有 限公 司顺利完 成 了改扩建项 目，改扩建项 目的 O R V ( 开架式汽 化器 )和 H P ( 高压泵 )在项 目试车过程 中出现了 数 ，供参考使用。 3 2 工程计价软件系统的开发和建立 海上油气田工程造价管理系统包括施工定额管 理子系统 、材料设备价格管理子系统、投资估算平 台 。系统功能模块可分 为投资估 算 、项 目信息维 护 、用户维护 、定额数据维护4 大模块 。 ( 1 )定额是海上工程设施投资估算的基础。以 中海油 已颁布 的海上 油气 田开发工程项 目投资估 算 、概算编制指南为主体框架 ，结合海上油气 田工 程建设施工定额，进行合理的优化，实现统一的模 式 、表格、费率计取标准。定额管理子系统有添 加 、修改 、查询 、记录更新 、e x c e l 数据导人等 功能。 ( 2 )材料费估算。导管架材料费估算根据工程 设施所处海域 、水深获取相应的材质及价格并结合 重量进行估算 ；组块材料费估算根据组块类型获取 组块的材料费价格 ，并对生活楼 、工作间、直升飞 机坪 、火炬臂 、栈桥进行估算 ；海管材料费估算按 照海管类别 、管材类型、管径 、长度分别进行单层 管 及双层管 的材料估算 ；其预制 费估 算根据导管 架、组块、海底管线的类型和重量从价格数据库中 自动获取预制价格。 ( 3 )机械设备费用估算。建立机械、电气、仪 表 、通讯的设备价格库 ，价格库的内容包括设备编 码、设备名称、规格型号、价格等信息。在投资估 算 中由机械专业提供设备清单 ，然后与价格库中设 备进行 自动匹配并进行投资估算 。 法兰泄漏 、管道应力超标 问题 ，一度严重地威胁着 项 目的按期投产 。结合 工程 实践探讨 L N G工程 中 管道应力超标 的有效解决办 法 ，可为 L N G类 似 工 ( 4 )海上安装 费用估算 。根 据不 同海域 、水 深 、导管架和组块的规模大小 ，配置作业船队；根 据海上安装作业流程 、安装定额 ，提取关键参数 ， 通过关键参数自动生成估算内容，包括自动生成装 船 、船舶动员 、航行 、海上安装 、返航 、卸船清驳 等费用估算。 ( 5 )在工程计价软件的设计中，设置计算机中 央服务器 ，该 服务器具 有计算 、分析 、预测等 功 能，同时存储大量的价格、政策等资料信息。计价 人员可以通过服务器 ，将各阶段的造价资料与数据 存储到服务器的数据库中，实现资料和数据的共 享 ，数据库可以对历史数据进行整理 、统计 、归类 和分析 ，形成指导各个阶段的宏观决策 、微观方 案 、造价数据和造价指标等。 4 结语 从长远发展看 ，建立一定范围内的工程造价管 理信 息网 ，在网上可 以查询各项 目工程造价信息 、 国家部门和地方政府的法规条文等。将计算机技术 与决策科学相结合 ，开发出运算模型 ，进而帮助管 理者进行科学决策 。 作者简介 张作起 ：高级经 济师，2 0 0 5 年毕 业于 中国石油大学 ( 华东)工商管理专业，从事勘探储 量评价及海上油气田可行性研究的经济评价工作。 1 3 5 0 1 2 0 0 3 9 6 、z h a n g z q c n o o c c o m c n ( 栏 目主持李艳秋 ) 一 6一 油气田地面工程( h l z t p ： www。 y ql= d mg c c o m) 第3 3 卷第9 期 ( 2 0 1 4 0 9 )( 行业论坛) 程提供借鉴和参考。 1 工程实践中的问题 1 1 O R V 试车工程 问题 2 0 0 9 年 8 月 3 1日至 9 月 2日先后对 O R V G进 行三次试 车 ，出现 的工程 问题如下 ：第 一次试车 ， O R V G上 游 进 料 阀 门 全 开 ，F C V 一 1 1 5 9 1开启 时 ，F C V 一 1 1 5 9 1 法兰处发生泄漏 。为此 ，对法兰 进行 热紧 ，螺栓 紧固的力矩按照原来 的设计 值考 虑 ，对低温支架作了修复调整。包括 ：1 4 0 1 处 T型 支架 的修复 、1 2 5 0 处 取消南侧限位块 、1 1 5 0 处和 1 0 4 0处 取 消西 侧 的 限位 块 。随 后进 行 第二 次 试 车 ，O R V G上游进料 阀门在 F C V l 1 5 9 1 开启 5 时，下游法兰顶部发生泄漏，且O R V G出口管线 振动厉害 ，立 即停车 ，对法兰进行了热紧，力矩增 加至设计值的1 2 0 。经分析现场情况后，进行了 第二 次整改 ，包 括 1 2 5 0 处取消北侧 限位块 ，1 1 5 0 和 1 0 4 0 处取 消东侧 限位块 。进行第三次试 车 ， 0 R V G上游进料 阀门在 F C V - 1 1 5 9 1 开启 5 时 ， 仍然是下游法 兰顶部发生泄漏 ，停止试车 ，重新核 算管道的应力 。如图l 红色圆圈标注所示 。 图 1 0 R V G 管道应 力超标 示意 1 2 H P 管道应 力问题 业主与国外工程公 司对 HP管道也进行 了应力 分析 ，结果发现多处应力超标 ，如图2 所示 。 尸 ； 羹圈 ， ； i ， 0 a “ ， 。 ： ! ， j _。 。 茹氅目 f ： ； - 扁 入 2 整改措施 2 1 O R V 管道应力问题 的分析与处理 利用 C A E S A R I I 4 5软件的F L A N G E 模块 ，对 O R V管道进行当量压力计算，进行静力管道应力 分析 ，发现F C V 一 1 1 5 9 1 法兰力矩超标 。 国外工 程公 司经过对 O R V应 力报告 核实后 ， 提出了增加管道柔性 ，减小 F C V 一 1 1 5 9 1 法兰受力 的具体 方案 ，主要包 括 ： 将 图 1 方 案 中F C V 1 1 5 9 1上 下 游 管 道 的 尺 寸 由 D N 2 5 0 m m修 改 为 D N 1 5 0 mm，并 增 加 D N 1 5 0水 平 兀 型 弯 ； 将 F C V1 1 5 9 1 下游 的轴 向止推支架改为竖直方 向的限 位 ，增加下游管道的柔性 ；修改F C V l 1 5 9 1 上 游的支撑支架为弹簧支架 ，增加弯头 的竖 向柔性 。 通过这一系列措施使作用在法兰的当量压力减小 ， 以达到管道应力得以消除的 目的。 经采用 C A E S A R I I 4 5软件 的 F L A NG E模块计 算得出应力不超标 ，F C V 一1 1 5 9 l 法兰处不再出现 泄漏 。在 2 0 1 0 年5 月 2 8日试车成功。 2 2 H P 管道应 力问题的分析与处理 采用 C A E S AR I I 4 5 软件对 HP 管道进行分析 ， 经过对 H P l ， 2 应力报告 的核实后 ，发现 图2的应 力计算中，部分位置一次应力超标。更改方案为： 在 H P 一1 ， 2 人 口汇管处增加一根钢结构 ，以减少附 近管口的应力；增加所有应力超标法兰处的螺栓力 矩值，但该值确保在安全的允许范围内。此方案不 需割管 ，解决了管道应力问题 。 3 结论和建议 ( 1 )O R V G人 口管 道 F C V 一 1 1 5 9 1 法 兰整改 前 当量压力为 2 6 1 5 MP a ，整改后 为 1 6 6 5 MP a ，减 小 3 6 。HP 管道整改后 ，在水击工况 下的最大应 力为1 8 1 M P a ，小于规范允许值 1 8 3 MP a 。经过整 改后 ，管道应力超标 问题得到有效解决。 ( 2 )导致管道应力超标的重要原因是管道应力 计算和分析不合理，包括建立的应力计算模型不合 理、应力