山东LNG接收站管道保冷技术研究

第 3 4 卷第 l l 期 2 0 1 5 1 1 行业论 坛 山东 L NG接收站管道保冷技术研究 生动 胡超 赵 星 陈禹澄 李潇 1 中国石化 青 岛液化 天然 气有 限责 任公 司 2西 安石 油大 学石 油工 程学 院 摘要 L NG的沸点是一 1 6 2 0 C 其体积约为 同量 气态天然气体积的 1 1 6 2 5 低 温 气液膨胀 比大等特性使得 L NG在储存和运输过程中 管道保冷尤为重要 结合 中国石化 山东L NG接收站 一 期 工程 的保 冷 施 工现 状 从 保 冷材 料 性 能 保 冷施 工 质 量控 制 等 方 面与 传 统硬 质 保 冷材 料 以及 新 型 柔性保 冷 材料 加 以 比较 分 析 了材 料 的优 缺 点 建议 使 用 柔性保 冷 材料 作 为 L NG项 目 的 主要 材料 若 考 虑 到 工程 投 资 等 多方 面 因素 也 可 同时 选 用硬 质 与 柔 性 两种 保 冷 材 料 作 为 L NG接 收站主 要保 冷材 料 但 对 于取 样 器 流量计 等异 形件 建议采 用 柔性保 冷 的方 式 关键词 L N G接收站 管道保冷 硬质保冷材料 柔性保冷材料 材料对比 d o i 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 6 6 8 9 6 2 0 1 5 1 1 0 0 1 L N G的 沸 点 是一 1 6 2 C 其 体 积 约 为 同量 气 态 天 然 气 体 积 的 1 6 2 5 低 温 气液 膨 胀 比大 等 特性 使得 L NG在储存 和运输过程 中 管道保冷尤 为重 要 管道保 冷 效果 的好 坏不 仅影 响 到整个 管路 的输 送效率 还为企业的安全生产提供了保障 山东 L N G作 为 中 国石 化 首 个 L NG接 收站 其 在管线保冷材料 的选型上既选择 了传统 的P I R 泡 沫玻璃的硬质保冷形式 又大量地采用 了L T D L T 柔 性 保冷形 式 本 文主 要从材 料性 能 工 艺 质 量 3 个 方面 对 山东 L N G保 冷施 工 进行 了研 究 并进 一 步对 比 了硬 质 保 冷 材 料 与 柔 性 保 冷 材 料 的优 缺 点 为 其 他 L N G项 目管 道保 冷材 料 的选 型 安装 提供 参考 1 保冷材料 山 东 L N G一 期 项 目 中码 头 及 卸 料 设 施 储 罐 区采 用硬 质保 冷 绝热材 料 进行保 冷 其 他单 元均 采 用 弹性体 发泡 制 品柔性 保 冷材料 硬质保 冷 材料 性 能如 表 1 所 示 柔性 保冷材 料性 能如 表 2 所 示 表 1 硬 质 保 冷 材 料 性 能 2 保 冷施工质 量控 制 2 1 硬 质保 冷材 料 常见施 工 问题 1 材 料预 制尺 寸不合 格 硬质 保冷 材料 常需 表 2柔性保冷材料性能 ll Il 羹 羹 霪 要现场根据使用情况预制 在这个过程中 工人的 经 验 成 了影 响预制 材料 是否 合适 的重要 因 素 硬 质 保冷材料不具备弹性 材料偏大或偏小都不能用于 安 装 对 于偏 大 的材料 现 场 工人会 对 材料 进行 调 整 但 对 于偏 小 的材料 现 场 工人会 采 用两 种方 法 处理 直接安装 然后在接缝处填充大量密封剂 来 弥 补 如 果材 料偏 差较 大 则使 用 在接 缝处 填 塞 小块 材料 的方法来 弥补 一 旦管 道预 冷 这两 种 方 法所 处 理 的接缝 都很 有可 能 出现漏 冷 所 以现 场 发现类似问题 必须要求施工单位重新下料 2 错缝 不合 格 硬质 保 冷材 料 的接缝 是其 整 个 保 冷 系统 中最 薄弱 的环 节 因此 硬质 保 冷材 料 的 错缝安装尤为重要 合理的错缝安装可 以有效地减 少漏 冷情 况 的发生 3 外 护层密 封胶 涂 抹不 严 外护 层 主要起 到 保 护保冷 材料 的作 用 在 外护 层 的所有 接缝 处 应覆 盖 密 封 胶 其 作 用 是 阻挡 水 汽 甚 至 是 雨 水 的侵 入 如 果外 护层 的密 封胶 覆 盖不 严密 雨 水就 有可 能 渗人 到外 护层 内部 严 重 的甚 至会 在外 护层 内部 空间形成积水 长时间的积水会使防潮层失效 保 冷 材料受 潮从 而 丧失 保冷效 果 2 2柔性保 冷材 料 常见 施工 问题 1 挤 缝不 合格 所 谓挤 缝 就是 在保 冷材 料 与 油气田地面工程 h t t p ww w y q t d mg c c o rn 一 1一 第 3 4 卷第 1 1 期 2 0 1 5 1 1 行业论 坛 管 托 的接 缝 处 和 材 料 与 材 料 之 间 的 接 缝 处 都 要 挤 3 0 5 0 m m 的余 量 打 个 比方 来 说 如 果 需 要 对 l 0 0 0 mm的 管 道 进 行 保 冷 那 在 预 制 材 料 的 时 候 就 要 预 制 长度 为 1 0 3 0 1 0 5 0 m m的材 料 这 样 安 装 好 的保 冷 层 就始 终 处在 一 个 受挤 压 的状态 这多 出来 的 3 0 5 0 m m实 际上 是为 材料 预冷 收缩 而 预 留的形 变余 量 预先 留好 形变余 量 就不 至于 材料 冈为 收缩 变形 而产 生拉力 从而损 伤 材料 影 响保 冷效果 日常巡检过程 中如果发现此类 问题 必须 要求施工单位拆除挤缝不合格 的保冷材料 重新保冷 2 材料 预制 不合格 材料 预制 不合格 的主要 情况 是 预制材 料 的长度 周 长 形状 不符 合被 保冷 的管 线或 设备 这 种情 况是 因为现场 测量错 误 或预 制T 人 预制错 误造 成 的 实际施 丁过 程 中这类 问题 是 时有 发生 的 并 且这 种不 合格 的 预制材 料 与合格 材料 之 间往往 只存 微小 差距 对 于材 料 尺寸不 合格 的情 况 如果 是 预制材 料 略大 于安装 所需 材料 可 以视 情 况允许 施 工单位 使 用 因为柔 性材 料安 装 时 本 就要 求挤缝 粘 结 材料 略大 正好 可 以为材 料预冷 后 留 出充分 的形 变余 量 如果 预制 材料小 于 安装所 需 材料 现 场 的工 人 有 时会 拉 伸 材料 去 进 行安 装 这 样 材 料 在 管 道 未 遇 冷 之 前 就 已经 受 了 一个 拉 伸 力 柔 性保 冷材 料抗 拉伸 的能 力弱 在 管道 预冷 收 缩 后这 个拉 伸力 会逐 渐加 强 就很 容易 出现 材料 断 裂 因此 必须要 求施 工单 位重 新下 料 决不 允许 这 种 材料 应用 于安 装 中 3 刷 胶不 合格 刷 胶不 合格 对于柔 性 保冷 材 料 施工 来说 最易 发生 对 保冷 效果 影 响也最 大 刷 胶 质 量 不 达 标 一 般有 两 点 原 因 材 料 清 洁 度 不 够 材 料 与材料 之 间存在 薄 薄 的一 层灰 尘 胶水 刷 上 去 之后 不 能 充 分接 触 材料 表 面 影 响粘 接效 果 刷胶 的方 式不 正确 现 场施 工 时只有 在材 料 与材 料 受 到挤 压 力 的 断 面 例 如 材 料 与 材 料 的 挤 缝 位 置 允 许在 胶水 未 干化 的情 况下粘 接 其余 接触 面 都 必须 等待 胶水 干化 现 场工 人 时常 为 了方 便 不 等 胶水 干化 就进 行粘 接 从 而影 响粘接 效果 现 场 巡 检过 程 中如发 现 上述情 况必 须要 求施 工单 位立 刻 整 改 重新 粘接 3 材料优缺 点对 比 1 材 料 防潮 性 P I R材 料 的 防潮 性 能 较 差 在整个 保 冷过 程 中需要设 置 两层 防潮层 防潮层 设 置 的好 坏 直接影 响 保冷 材料 的使用 寿命 此 外 较 差 的防潮性 能也 给 整个 材料 的运输 储 存增 加 了难 度 相 比柔 性保 冷 材料 其 在运输 储存 过程 中防潮 要 求更 高 柔 性 保 冷材 料 本 身 具 有 较 高 的 防潮 能 力 施 工过 程 中不需 要设 置 防潮层 消 除 了防潮层 设 置对 保 冷 效 果 的 影 响 考 虑 到 L N G项 目都 靠海 较 近 空 气 比较 潮 湿 柔 性 保 冷 材 料 更 适 合 L N G 项 目的工作 环境 2 材 料可 塑 性 硬 质 保 冷材 料 可 塑性 较 差 下 料 时 精 确 度要 求 很 高 用 于 单 纯 的 管 道保 冷 尚 可 但用于流量计 仪表接管 取样器等形状复杂 的设 备施 工 时 硬质 保冷 材料 难 以预制 成所 需要 的 形状 相 比硬 质保冷 材料 柔 性保 冷材 料 的弹性 较 强 可塑 性很 高 材 料 可 以任 意 变形 不管 是多 么 复杂的施工情况 都可以紧密贴合设备表面 保证 保冷 效果 3 接缝 处理 硬 质保 冷材 料 的接 缝数 量是 柔 性保 冷材 料 的几倍 以上 此 外硬 质保冷 材 料 的所 有 接 缝均采 用 的是 密封胶 进行 连接 密封 胶具 有一 定 的厚度 但其 本身 起不 到保 冷 的效果 所 以说硬 质 保 冷 的接缝是 整个 保 冷层 的薄弱 点 硬 质保 冷 的漏 冷 也 主要 发 生 在接 缝处 对 于柔 性 保 冷材 料 而 言 接 缝采 用专 用 的胶 水进 行连 接 可 以使两 块材料 通 过 化学 反应 而 紧密地结 合在 一起 消 除材 料与 材料 问的缝 隙 杜绝 了材料 缝 隙漏 冷这 一 问题 4 适 应管道 收缩 的能力 硬质 保冷 材料 除 因 施 工 问题导 致 的漏 冷外 不 能 跟 随预冷后 管道 的变 形 而做 出调 整也 是其 主要 的漏 冷原 因 预冷后 的管 道 长度 可能 会发 生变 化 硬质保 冷材 料 不能完 全适 应 这种 变化 常 常会 出现缝 隙 导致 漏 冷 柔 性材 料 具有 很好 的 弹性 并且 材料 的表 面是 与管道 粘接 在 一起 这 样 当管道 长度 发生 变化 时 柔 性保 冷材 料 能够 跟 随管道 同时 变化 杜 绝 了因管 道与材 料预 冷后 收缩量 不 同而 出现缝 隙 4 结语 结 合 山东 L N G项 目的保 冷 施 T 情 况 可 知 柔 性 保 冷材料 施T T艺 简单 保 冷效果 明显强 于硬 质 保 冷材 料 但其 材料 价格 也 明显地 高于 硬质保 冷 材 料 若 仅仅 考虑 项 目的运 行效 果 建 议使 用柔 性保 冷 材料 作 为项 目的 主要材 料 若考 虑到 T程投 资 等 多方 面 因素 也 可 同时选 用硬 质与 柔性 两种保 冷 材 料 作 为项 目主要 保冷 材料 但 对于 取样 器 流量计 等异形 件 建议 采用 柔性保 冷 的方式 参考 文献 I t 刘玉晗 刘宝玉 苏鹏 基于AN S Y S 的L N G管道保冷结构分析 当代化工 2 0 1 2 2 1 8 9 2 翟俊红 E t 德永 浅谈 L N G管道保冷材料 的发展和应用 J l氮 肥技术 2 0 1 1 3 2 6 4 8 5 0 下转 第 1 0页 一9一 油气 田地 面工 程 h t t p www y q t d mg c c o rn 第 3 4 卷 笫 1 1 期 2 0 1 5 1 1 行业 论 坛 根据 典 型站 的 H A Z O P 分 析报 告及 S I L 等 级划分 成 果 确 认 目前 油 田原 油 生 产 站 场 S I L均 小 于 1 级 即采 用 基本 控 制 系统 可 以满 足工 艺控 制 要 求 但 实现 集 中监控 的工 艺 流程 仍 需要 进 行部 分 改 造 需增 加必 要 的检测 点 和控制 回路 使 工艺 过程 的设 计 在 可 实施 情 况 下 最 大 限度 降低 风 险 2 0 1 4 年共 完成 7 座新 建站 场 的集 中监 控设 计 如表 2 所示 表 2集 中监 控 部 分 新 建 站 合 岗 情 况 站场名称 站场岗位 合建 岗 位数量 采油一 厂三元新 中 2 0 2 联合站 采油 一 厂 中 4 1 8三元 转油放水 注入站 采油一厂 三元 中十 四 联合站工程 采油j 三 厂北 I I 一 7 联合站 采油五厂杏 四聚联合站 采油六厂喇 1 7 0 转油 放 水 污 水 站 采油八厂徐 3 0 转油 注水站 转油放水 二元调配 放水站 注入站 2 注入站 二元调配站 注水站 曝 氧站 变电站 含油污水深度处理站 深度污水站 三元含油污水站 放水站 污水站 配制站 注人站 放水站 污水站 转油站 注水站 大 庆 油 田 通 过 实 施 集 中 监 控 达 到 了 有 质 量 有 效益 可 持续 的实 际效果 1 节 约 用 工 成 本 通 过 多 岗合 并 集 中 监 控 实 现专 业化 系统 管理 优 化 岗位配 置 解决 用 工 矛盾 节 约用 工成 本 以杏 四聚 联合 站为 例 集 中监 控 合 岗 设计 前 需 要 用 工 7 5 人 集 中监 控 后用 T只需 3 8 人 减 少人 工 4 9 3 2 提 高运 行时 率 能够 实时 监视设 备 运行状 况 对 工 况 变 差等 异 常 情况 及 时 发现 及 时处 理 有效 提 高设备 运行 时率 3 实 现 油 田精细 管 理 有 效 减 少 管理 层 次 减 少人 为 录取 资料 误 差 提 高 油 田精 细 管 理水 平 上接 第 2页 尤 海英 马 国光 黄孟 等 L NG长距离 管道输送保冷层厚 度 的计算方法l J 1 l管道技术 与设备 2 0 0 8 1 u l 3 4 冯若飞 李学新 焦光伟 等 液化天然气长输管道输送技术 J 天然气 与石油 2 0 1 2 3 0 2 8 1 0 5 韩 帅 沈 孝风 徐超 等 L NG丁 程保 冷层施 工 J 1 管道 技术 与设备 2 0 1 3 6 2 4 6 l 李鸿发 设 备及管道 的保冷 与保温 M 北 京 化 学工业 出版 社 2 0 0 2 3 2 7 3 3 7 7 贾琦月 刘志伟L N G项 目保冷系统国产化 的管道保冷施 I t l J I 化 设计 2 0 1 3 2 3 4 3 2 8 张敏 丹L N G低温 输送 管路 的绝热 保冷 J 1 深 冷技 术 2 0 0 5 5 1 9 21 将油田的管理模式 由人工巡检 逐级反映 经验管 理 的传统 方式 转 变 为生产 过程 实时监 测 准确 分 析 判断 问题 动态 指挥 的数 字化 管理方 式 使油 田 生 产管理 水平 进一 步提 高 推进 站场 集 中监 控 的 同时 根据典 型站 场工 艺 流 程 进 行 H A Z O P 分 析 的成 果报 告 参 照 油 气 田 地面工程数字化建设规定 试行稿 编制了 大 庆 油 田原 油 生 产站 场集 中监 控设 计 规 定 使 集 中 监 控 有 据 可 依 该 规 定 兼 顾 了站 场 数 据 采 集 和 传 输 满 足后 续油气 田生产物 联 网建设 的需 要 并 引 入 了生 产过 程安全 时 间理念 更 注重 集 中监控 站场 的生产安 全 3 下一步工作方 向 标 准化设 计虽 然 步人 常态化 阶段 但 是还要 进 行 更加 深入 细致 的现 场调研 工作 力 求标 准化成 果 具 有更好 的适应性 只有不 断完 善细 化 才能适 应 进 步 的地 面 工 艺技 术 才