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文档简介
沁水县浩坤煤层气有限公司一期50×104Sm3/d天然气液化装置联动试车方案四川空分设备(集团)有限责任公司2015年03月10日联动试车方案62/63第1页共63页目录第1章总则 3第2章试车组织 7第3章安全(HSE)应急措施 10第4章预试车、开车计划 11第5章装置启动 11第6章正常操作参数 28第7章停车 43第8章故障应对和处理 48第9章日常维护 53附录1干燥器时序表 54附录2常用工况混合冷剂配比 57附录3主要介质物性 58附录4分析项目 61
第1章总则1.1编制依据1.1.1参考《化学工业大、中型装置试车工作规范》(HGJ231-91)1.1.2沁水县浩坤煤层气有限公司与四川空分设备(集团)有限责任公司就浩坤50×104Sm3/d天然气液化工程合同及合同附件;1.1.3国家/行业/地方的与本工程有关的规范/规程/规定/标准等;1.1.4其它与本项目有关的文件和资料等。1.2试运行的管理原则1.2.1“充分准备、有序进行”的原则1)充分准备①核查工程验收情况。核查各专业的分部/分项工程、单机试车、政府的消防、安全、环保(HSE)的检查/验收情况,对工程验收过程中提出需整改的内容是否已经完成。②检查开车条件。对开车“联动试车方案”、“应急措施预案”原材料、动力的准备情况及审批意见和操作人员的培训和开车队伍的确认情况等进行检查。③政府相关部门的批复。政府的安全(HSE)部门对装置试车的许可批复等。2)有序进行。就是对拟开车子项/系统进行“三查四定”(“三查”:查设计漏项、查施工质量隐患、查未完完工程;“四定”:对查出的问题定任务、定人员、定措施、定纠正时间等)。对“先单机、后联动;先公用工程、后主体装置”的开车顺序。1.2.2“安全第一、减少浪费”的原则。1)安全第一。对试车过程中必须的(原材料、化学品的批文)、化学品贮存及保管、废水排放点及接收许可、正常电源的运行、安全停车/事故停车的自备柴油发电机、消防、火灾系统的试运行情况、意外事故发的组织机构及协调;应急救援人员和应急设施的准备和落实情况。
2)减少浪费。对试车过程中发生的问题,要沉着、果断地应对,力求避免过失停车从而给业主造成损失或造成环境污染。1.3试运行管理的工作范围及工作内容1.3.1预试车、开车服务工作范围。主要包括:1)工程中间交接前的单机试车由总承包人组织施工分包人和供货商进行,监理和发包人参加;工程中间交接后的预试车和投料试车由发包人和专利商负责,总承包人组织施工分包人和供货商配合试车、开车;生产考核阶段由发包人和专利商负责。2)在装置单机试车和投料试车(启动)期间提供技术协助和指导,根据试车进度计划协调现场的试车作业。3)对提供的技术文件、工艺流程图、操作手册、设备性能和安全预防措施等的解释说明,以及在装置投料试车中可能出现的技术问题的解决等方面给予支持。1.3.2工作内容为了确保投料试车工作正确和安全地进行,给参与试车的相关人员详细地进行技术说明及必要的示范操作。具体包括:1)总承包人的技术人员给予技术服务,在本合同设备安装、机械试车、投料试生产、性能考核及验收、运行操作、维修等方面完成合同规定总承包人应履行的任务和职责。2)总承包人的技术人员将详细进行技术交底,详细讲解图纸、工艺流程、操作规程、设备性能及有关注意事项等,解答合同范围内发包人提出的技术问题。3)总承包人的技术人员在施工现场协助培训发包人的安装、调试、设备维修和检验人员。4)总承包人的技术人员给发包人提供合同范围内全面的、正确的技术服务并进行必要的示范。5)总承包人指定一人为施工现场技术服务负责人,负责合同范围内总的技术服务,并与发包人现场负责人进行合作,共同协商解决合同范围内有关的工作和技术问题。1.4试车的质量、安全目标1.4.1本阶段的质量目标为:力求达到:大型机组单体试车、装置联动试车、投料试车一次成功。1.4.2本阶段的安全(HSE)目标为:力求达到:杜绝重大安全(HSE)事故的发
生,零伤害、零污染、零事故。1.5试车必须具备的条件1.5.1预试车具备的条件。预试车开始前,总承包人代表、开车指导人员会同发包人代表对试车范围内的工程和试车准备工作进行严格的检查和确认,必须达到下列条件,才能进行。1)试车范围内的的工程已经移交;2)“试车方案”发包人已经批准并已为参与试车人员所掌握;3)按照“试车方案”的规定,待试车工程已经与外界安全隔离;4)试车所需的各类资源(包括试车备件)已经备齐;5)试车参与人员(包括:指挥人员、指导人员、操作人员、配合人员等)皆已进入现场并且明确了各自的责任;6)各种记录表计(如:记录表、记录册、测试仪表/仪器等)皆已备齐;7)各项安全(HSE)措施符合“第1.5.3”条规定的要求等。1.5.2投料试车具备的条件。投料试车开始前,发包人代表会同总承包项目经理组织政府的安全(HSE)、环保、消防及其它相关部门人员对投料试车条件进行检查,对查出的问题必须立即整改后经发包人代表确认合格并必须达到下列条件,才能进行。1)除个别在预试车阶段不能试车的项目(如部分自控设施和因受介质限制不能试车的设备)外其余预试车项目已全部合格。2)与投料试车相关的生产准备工作已经全部完成。3)岗位人员已经持证或成建制上岗。4)环境保护设施已经稳定运行。5)下游加工装置已经具备受料条件。6)各项安全(HSE)措施符合“第1.5.3”条规定的要求等。1.5.3试车具备的安全条件。试车工作必须严格执行“安全第一、预防为主”的安全方针。在投料试车过程中,剧毒、有毒、易燃、易爆物质已经投入装置或在开车过程中产生这些物质,安全工作尤其重要。为了确保工作在受控、有序、正常状态下进行,发包人代表会同总承包项目经理组织政府的安全(HSE)、环保、消防及其它相关部门人员对投料试车条件进行检查,对查出的问题必须立即整改后经发包人代表确认合格并必须达到下列条件才能进行。*预试车前必须达到下列的相应条件,投料试车前必须达到下列的全部条件。1)预试车前必须建立、健全安全(HSE)、消防管理机构,相应的规章制度已
经颁发。2)职工进厂前经过了安全、消防教育,参与开车人员经考试合格。3)消防设施经所在地主管消防部门检验合格。4)环境保护和监测设施经所在地环保部门检验合格。5)锅炉、压力容器、起重及特种设备经所在地主管劳动部门检验合格。6)变电/配电及避雷/接地设施经所在地供电部门检验合格。7)消灭初期火灾所需的灭火器和消防器具已按设计文件规定的规格、数量、地点配置齐备。8)救护站最迟应在投料试车前三个月建立,救护护人员培训合格;急救车、苏生器、急救箱、担架等装备处于备用状态。9)过滤式防毒面具、氧气呼吸器等已按规定地点配置,参与开车人员已学会了使用方法。10)电话、信号、对讲机、鸣笛、扩音器等的配置符合设计文件的要求。11)走梯、护栏、安全罩等配置齐全、牢固可靠;阴井、楼板孔已全部遮盖。12)厂房通风设施运行正常。13)设备、管道上已按设计文件的规定,做了标志(准确标明设备名称、位号和流体流向)。14)厂区与开车无关的杂物皆已清除;易燃、易爆、剧毒、放射性物品等的存放符合安全部门的规定。15)进塔、入罐制度,动火制度等已经颁发并施行等。
第2章试车组织2.1试车组织机构设置图。如下图所示。备注:供现场参考。项目经理发包人代表项目经理发包人代表发包人生产准备人员施工经理试运行经理施工分包人、设备/材料供应商安全(HSE)组技术服务组技术专家组原材料管理组工程组发包人生产准备人员施工经理试运行经理施工分包人、设备/材料供应商安全(HSE)组技术服务组技术专家组原材料管理组工程组2.2投入本项目试车的关键人员一览表(待定)序号姓名拟承担职务/岗位性别年龄所学专业上岗资质状况1112131415161718191*表内人员将根据试车实际进展需要进入项目内工作。
2.3关键部门/人员的职责2.3.1项目经理项目经理是工程总承包的负责人,经公司法定代表人授权代表工程总承包企业负责执行项目总承包合同,全面主持工程项目部的各项工作。负责项目试车实施的计划、组织、领导和控制,并对项目的质量、安全(HSE)、费用和进度全面负责。具体职责分解明细如下(包括但不限于):⑴负责组建试车项目部;⑵组织编制项目试车计划和实施项目管理的其它规章制度;⑶负责组织动员项目部的人力和其它资源,完成项目试车的质量、费用和安全(HSE)目标等;2.3.2试车经理在项目经理的领导下,负责项目试车服务的管理工作。包括:编制试运行管理计划和培训计划,协助发包人确定生产组织机构、岗位职责;参加发包人组织的试运行方案计论,指导试运行的准备工作,协助处理试运行中的问题;参加考核、验收等工作。具体分解明细如下:1)协助公司相关部室领导共同确定公司参加开车和考核的工程技术人员。2)接受项目经理的领导的监督、指导,负责项目的装置开车和考核条件的确认和方案准备工作,并按合同要求组织实施开车、考核和验收工作;3)负责技术指导并具体组织、协调工作,组织有关人员解决开车工作中的技术问题;4)负责本部门员工的思想教育、业务学习/人员培训、劳动纪律和工作绩效考核等;5)接受项目经理临时安排的其它工作等。2.3.3施工经理在项目经理的领导下,负责项目的施工管理,对施工进度、施工质量、施工费用、施工安全(HSE)进行全面监控。当具体施工任务由施工分包人进行时,负责对分包人的协调、监督和管理工作。具体分解明细如下:1)协助项目经理作好试车准备工作;2)协助项目经理、试车经理处理试车过程中发现的施工问题;3)协助编制试车计划;4)组织对满足试车条件的工工序质量、隐蔽、分部、单位工程检查、验收;5)接受项目经理临时安排的其它工作等。
第3章安全(HSE)应急措施为了在试车过程中发生突发性事件时,能够采取有序的应急措施,能够有效保护人员生命和财产的安全,保护生态环境和资源,把损失降低到最小程度,依据公司安全(HSE)程序文件《应急管理程序》,项目部编制详细、具体、切合实际、分工具体的应急予案,并对有关人员培训和进行应急演习,安全人员应重点拟定《人员伤亡应急计划》、《火灾应急计划》等。3.1项目部成立应急小组,组长由项目经理担任。应急小组下设:调度系统、物质供应系统,医疗救护队。1)调度系统的职责:经常和发包人的应急部门保持联系,熟悉当地和甲方的应急反应程序;及时协调、调动各应急系统、车辆和人员,保证交通运输;按照险情分级向监理、发包人和公司报告;与外部依托组织或部门联系。2)物资供应系统的职责:配置各种平时用药,以及其它医疗器械。按照应急反应予案,制定应急物资储备计划,保证应急状态下所需物资的供应。3)医疗救护队的职责:无紧急情况时,对全体施工人员的卫生医疗负责。当发生有人伤亡、中毒窒息、急病时应迅速将伤、患者撤离现场,如是中毒窒息应将伤者放置于通风处;如伤者呼吸困难应立即采取人工呼吸;如果发生落水,应迅速将落水者打捞上岸,同时向急救中心求救。3.2应急实施的外部依托力量电话为:1)火警:119或当地其它号码。2)急救中心:120或当地其它号码。3)公安报警:110或当地其它号码3.3在事故险情发生后,执行以下应急处置原则:疏散无关人员,抢救受伤人员,最大限度减少人员伤亡;阻断危险物源,防止二次事故发生;保持通讯畅通,随时掌握险情动态;调集救助力量,迅速控制事态发展。
3.4应急结束后,安全(HSE)部将各种记录(包括笔录、摄像、照相及其它文字资料)整理上交。第4章预试车、开车计划4.1本项目的单体试车时间:单体试车2015年月日2015年月日。4.2本项目的预试车时间:预试车2015年月日2015年月日。4.3本项目的投料开车时间:投料开车2015年月日2015年月日。第5章装置启动5.1工程概况本套装置日液化产量为50×104Sm3/d。本套天然气液化设备用于将用户提供的天然气,经过加压,并脱除影响液化以及贮运安全的杂质后,通过低温的方法使其液化,从而大大缩小天然气产品的体积,便于用户的储存和运输。辅助设施:PSA制氮设备为200Nm3/h,仪表空气系统为300Nm3/h,循环水系统循环水量为800m3/h,导热油系统热负荷5350KW。原料气压力供气压力为4.5MPa,温度:0~35℃。流程框图: 注:本文件中Sm3的定义:指20℃、101.325KPa.A状态;本文件中Nm3的定义:指0℃、101.325KPa.A状态。5.2物料消耗、燃料消耗等一、处理能力进站天然气50×104Sm3/d放空二氧化碳~1700Sm3/d操作弹性50-110%装置连续运行时间8000h设计寿命20年二、LNG产品规格1产量324t/d(760m3/d);2温度(℃)-162.73储存压力(kPa)154主要组分甲烷:99.45%;乙烷0.014%;氩,0.01%;氮:0.53%三、工艺消耗1冷却水冷却水循环量(t/h)~800(一期)补充新鲜水(t/h)~12(一期)2电装机容量(kw)10KV:~7400kW380V:~1185kW3导热油用量首次填装量40m34氮气首次填装量10m3液氮日常用量200m3/h(来自PSA制氮设备)5仪表空气(m3/h)300m3/h6脱盐水(kg/h)1007燃料气(Nm3/h)~4058MDEA及活化剂用量首次填装量MDEA-26000kg活化剂-4000kg日常补充量MDEA-3000kg/y活化剂-500kg/y9吸附剂用量分子筛25300kg/三年脱汞吸附剂5280kg/三年冷剂干燥用分子筛1400kg/三年10冷剂消耗(不含甲烷及氮气)纯度要求大于97%首次填装量(kg)~40000日常补充量(kg/d)~1005.3启动须满足的条件建立了完善的操作运行和安全管理体系,并制定了完整的规章制度。为保证装置的正常运行,操作人员至少应满足以下要求:应配备专业齐全和足够数量的操作人员;操作人员具有一定文化水平,且具备一定的石油化工和低温装置的操作经验;操作人员须经过系统的培训,包括理论、操作和安全知识的培训;熟悉工艺介质的主要性能;了解工艺过程;具备了安全防护的知识;操作人员须认真学习掌握本成套设备各运动机械、静止设备、仪控原理、仪表的使用、电控设备原理和操作方法、各部机的主要性能等,以便熟练掌握操作方法和故障处理方法。设备安装完成,配管工程完成,所有设备、管道、阀门、电气、仪表等必须经过严格的质量检查,确保设备、管件、材料、制造安装质量符合设计要求,设计满足工艺要求。设备、管道强度试验合格。对不合格部分进行返修后合格。系统气密试验和泄漏量符合规范标准。对全系统进行了置换和干燥处理。系统试验合格,无泄漏。设备和管道保温工作完成,油漆工作大部分完成。管道吹扫和清洗完成并达到相关规范要求。辅助系统包括给排水、电气、仪表空气、制氮、工厂风系统完成试车,能正常使用,并保证供应量。厂内具备了满足试车要求的分析化验的能力,配备了试车所需的分析仪表。DCS和ESD系统组态完成,仪控系统试车完成,满足工艺使用要求:工艺各报警联锁系统调试合乎要求,并应经静态调试3次以上,确定动作无误好用;自控仪表(温度、压力、流量液位、分析)经过调试灵敏好用。消防系统试车完成,高压消防水泵房、消防水池、泡沫装置、消防通讯报警、自动消防、可燃气体探测仪等应经过安全消防部门与生产单位共同进行试验,证明好用。配备有足够消灭初期火灾所需数量的灭火器。安全阀调试动作在3次以上,确保起跳灵敏,并要核对相应工艺装置的压力,试后应由安全部门铅封。阻火器、呼吸阀、防爆装置等必须符合工艺要求,安装质量优良。防雷、防静电设施和所有设备、管架的接地线要安装完善,测试合格。电话、信号灯、报话机、鸣笛、嗽叭等安全通讯系统,均应符合设计要求,好用。凡设计要求防爆的电气设备和照明灯具均应符合防爆标准,不经批准,不得使用临时电线和灯具。安全防护设施、走梯、护栏、安全罩要坚固齐全。装置区内清扫完毕,不准堆放杂物。开车必备的工器具及劳保用品齐全,并符合易燃易爆和低温介质的使用和防护要求。紧急救护器具齐全,包括防毒面具、氧气呼吸器、安全带、担架、急救箱等,并且大家都会使用。气源条件稳定,且与设计条件无较大差异。循环水系统能稳定连续运行,循环冷却水系统的加药、预膜完成,循环水水质合格。导热油系统能连续稳定运行。完成了消防水系统的自循环、消防设施的试用、以及干粉灭火、泡沫灭火装置的联锁动作等,通过了消防验收。PSA制氮系统稳定连续运行,且氮气纯度及露点合格。原料气系统完成全系统的置换。脱碳系统完成清洗和联动试车,胺液配制完成。脱水系统:完成了无压状态下干燥器时序的自动运行试验、以氮气为介质进行再生气压缩机C-0301A/B的单机试车。脱汞系统置换和干燥、阀门动作试验完成。液化系统置换和干燥、阀门动作试验完成,冷箱内珠光砂填装完成。循环压缩机系统:以氮气为介质进行冷剂压缩机C-0601的单机试车、系统置换和干燥、阀门动作试验。冷剂储存及补充系统置换和干燥、阀门动作试验完成、并填装了足够多的合格冷剂。BOG回收系统:以氮气为介质进行1#BOG压缩机C-0801A/B、2#BOG压缩机C-0802A/B的单机试车、系统置换和干燥完成。LNG储存系统:系统置换和干燥、阀门动作试验完成。装车系统:系统置换和干燥、阀门动作试验完成。完成氮气对放空总管的置换和吹扫、火炬的点火试验。5.4启动前的准备工作5.4.1条件确认再次确认装置满足上述的全部启动要求;确认各吹扫阀、排放阀处于关闭状态;确认临时安装的盲板已卸下;根据流程图确认各管线的连接和走向是否正确。5.4.2干燥干燥的目的是保证无水分残留或进入正常运行时处于低温状态的系统,避免设备和管道的冻堵。需要干燥的系统包括:脱水系统:干燥器A-0301A/B/C至脱汞系统的原料气管道脱汞系统:全部设备和管道液化系统:全部设备和管道循环压缩机系统:全部设备和管道冷剂储存及补充系统:全部设备和管道BOG回收系统:全部设备和管道LNG储存系统:全部设备和管道LNG装车系统:全部设备和管道制氮及仪表空气系统:氮气总管及仪表空气总管应最先对氮气总管及仪表空气总管进行干燥,通过反复充泄压或连续吹除的方法对全部管道进行干燥,并通过排气口检测排出气露点,仪表空气总管干燥完毕后露点应不高于-40℃,氮气总管干燥完毕后露点应不高于-60℃。干燥操作初期,为缩短干燥时间,可用干燥氮气和干燥空气同时进行干燥,干燥操作方法为反复对管道和设备进行充泄压或连续吹除的方法。干燥空气可启动仪表空气系统,用仪表空气进行(此时压力0.3~0.6MPa),干燥氮气可启动变压吸附系统制取的氮气或用液氮汽化的氮气来干燥(压力为0.2~0.8MPa)。用仪表空气进行干燥时应保证管道内无天然气或其他可燃气体,应将与可燃介质连通的管道断开或用盲板盲堵。当吹出口排出气露点下降到-35℃以下后,用仪表空气就很难进行干燥了,此时,只能用干燥氮气进行干燥操作。当吹出口排出气露点下降到-60℃,即认为干燥操作合格。每个系统有多个氮气进气口和放空口,在干燥操作时不应只从相同的接口进气和排气,应使氮气形成不同的流向和进出口,以避免死角,使干燥更彻底。对易产生死角的仪表管、旁通管、放空、导淋等支路管道,应逐一检查,必要时,应脱开仪表管进行吹除和检测。由于变压吸附制氮系统氮气产量有限,且加大氮气流量会导致氮气的纯度下降,因此,应分系统进行干燥,对同一系统内较长管系或有较大设备容积的,应分段进行干燥,以缩短干燥时间,保证干燥效果。脱汞吸附器内填装的活性碳,会吸附少量水分,在初次使用前必须进行彻底的干燥。用氮气充泄压的方法可能难以保证干燥效果,特别是气温低于0℃时,此时可用加热氮气连续吹除的方法进行干燥,具体操作方法有如下:在再生气加热器E-0301投用的情况下,将脱汞吸附器A-0401进出口切断阀关闭,将冷吹气进口流量调节阀FV04001及冷吹气旁通阀KV03007关闭,关闭干燥器冷吹气出口阀门KV03004A/B/C,打开进口切断阀XV03065,并打开再生气加热器进口处氮气置换阀,使氮气流经E-0301,从E-0301出口处经PG-0331进入A-0401底部,并从A-0401顶部经PG-0413上手动排放阀XV04002排出,当有氮气流通后,启动再生气加热器E-0301并设定在较低的温度(90℃左右),当吹出口排出气露点下降到-60℃,即认为干燥操作合格。干燥操作结束后,应检查全部氮气入口阀、出口阀、吹除阀、计器阀、分析阀等均处于全闭,对系统维持约0.05MPa的正压,以避免水分重新进入系统。5.4.3置换为防止易燃可爆物料和空气混合形成爆炸性混合物,启动前必须用干燥氮气对所有设备(包括备用设备)、管道内部的空气逐段进行置换,并对压缩机等动设备(包括备机)进行吹扫,吹除机械杂质。置换操作时,先将置换系统充氮至0.4MPa~0.5MPa(表压),然后泄压至~0.05MPa(表压);再重新充氮-放压,如此反复3~4次,直至吹出口排放气氧含量低于3%(体积),即认为氮气置换合格。置换完成后对系统维持约0.05MPa的正压,等待装置启动。5.4.4部机的启动准备除完成以上操作外,对于以下种类设备还应按制造厂提供的使用说明书的要求完成启动准备工作:压缩机、泵等动设备;导热油炉;LNG储罐;仪控系统;电控系统5.4.5清洗脱碳系统启动前应进行整个系统的清洗,包括系统的水洗和碱洗,通过脱盐水(或软化水)和碱液在系统中的循环去除设备、管道、阀门内的杂质和油分,最大程度减少胺液受污染的可能、并减少系统的腐蚀。此过程也可作为脱碳系统的联动试车,以用于校正仪表和验证动设备的机械运转性能。5.4.5.1系统水循环脱碳系统的第一次清洗采用脱盐水或软化水进行,具体操作步骤如下:关闭吸收塔T-0201天然气进出口切断阀、泵进出口切断阀、各手动排污和放空阀、设备和调节阀的旁通阀;检查并清理地下槽V-0204和胺液储罐V-0205,去除肉眼可见固体杂质及残留液体,使内表面清洁;将脱盐水或软化水注入地下槽V-0204中,达到约60%液位后,启动胺液补充泵P-0203,待泵运转正常后,打开由胺液补充泵P-0203向胺液储罐V-0205充液的切断阀XV02213,将地下槽V-0204中水充入胺液储罐V-0205中,同时不断向地下槽V-0204中补充脱盐水或软化水使其液位不低于30%;待胺液储罐V-0205中建立约20%的液位后,打开胺液储罐V-0205的就地排污阀XV02214连续排污,且保持胺液补充泵P-0203连续向胺液储罐V-0205中充液。在此过程中检测并评估胺液补充泵P-0203的机械运转情况;当胺液补充泵P-0203能连续稳定运转以后,且从胺液储罐V-0205排污阀中排出的水足够清洁(无肉眼可见的固体杂质),再连续排污约5-10分钟后关闭排污阀;继续用胺液补充泵P-0203向胺液储罐V-0205中充液,且不断向地下槽V-0204中补充脱盐水或软化水使其液位不低于30%,待胺液储罐V-0205中有约80%的液位时,停止胺液补充泵P-0203,并停止向地下槽V-0204中补充脱盐水或软化水,关闭XV02213,待液面稳定后记录此时胺液储罐V-0205的液位为H1,地下槽V-0204的液位为h1,用于计算系统运行中所需的溶液量;向吸收塔中充入氮气至约0.6MPa,向胺液闪蒸罐V-0202中充入氮气至约0.3MPa,打开吸收塔至再生塔富胺液主管路、再生塔顶至酸气放空口主管路、再生塔至吸收塔贫胺液主管路的所有手动切断阀(P-0201A/B/C进出口阀除外),保持为气动调节阀和紧急切断阀关闭状态。同时将脱碳系统内所有氮气置换口处的双阀关闭,并将除吸收塔出口处的XV02021外的其余氮气置换口的8字盲板置于关闭状态,避免水反串入氮气管路;启动胺液补充泵P-0203,打开向系统由胺液补充泵P-0203向系统充液的切断阀XV02201,此时,会将水从地下槽V-0204中补充到再生塔中。打开XV02215通过胺液储罐V-0205向地下槽V-0204中补充脱盐水或软化水,以保持其液位不低于30%;(注:此时不能从外部向地下槽V-0204中补充脱盐水或软化水,以免影响系统溶液量的计算。)待再生塔T-0202中液位达到约70%后,打开一台胺液循环泵P-0201A/B/C的进出口阀,按供货厂使用说明书的要求启动胺液循环泵,待泵运转正常后,打开贫液至吸收塔的紧急切断阀SDV02003和流量调节阀FV02001,同时通过胺液补充泵P-0203不断向系统充水,且密切注意再生塔T-0202的液位,不得低于30%,可通过调节FV02001来稳定液位;待吸收塔T-0201中液位达到60%后,打开吸收塔T-0201至胺液闪蒸罐V-0202的紧急切断阀SDV02002和液位调节阀LV02004向胺液闪蒸罐V-0202中充液,待其液位达到50%,压力升至0.5MPa以上后,打开胺液闪蒸罐V-0202至再生塔T-0202的液位调节阀LV02010,建立整个系统的水循环并通过调节LV02004和LV02010稳定吸收塔T-0201和胺液闪蒸罐V-0202的液位,使其不低于30%,同时通过胺液补充泵P-0203不断向系统充水,直至吸收塔T-0201、再生塔T-0202和胺液闪蒸罐V-0202的液位都达到60%左右,停止胺液补充泵P-0203,记录此时胺液储罐V-0205的液位为H2,地下槽V-0204的液位为h2,并结合之前记录的液位值,按以下公式计算系统中的溶液量V0(m3):V0=0.785(H1-H2)D2+0.785(h1-h2)d2式中:H1——充水开始时胺液储罐V-0205的液位显示值(m)H2——充水结束时胺液储罐V-0205的液位显示值(m)D——胺液储罐V-0205的内径(m),D=3.2mh1——充水开始时地下槽V-0204的液位显示值(m)h2——充水结束时地下槽V-0204的液位显示值(m)d——地下槽V-0204的内径(m),d=2.4m待系统稳定运行一段时间后(约60min),其间应将胺液循环泵P-0201A/B/C切换一次,检查其运转是否稳定,如一切正常,打开系统内各设备及管道上的就地排污阀,并开启胺液补充泵P-0203不断向系统充水,此时可从外部向地下槽V-0204中补充水,观察各排污阀排出水的洁净程度,待无肉眼可见固体杂质后,关闭各排污阀,停止向系统充水;系统保持水循环继续运行,打开贫液后冷却器E-0206的冷却水进出口阀,建立冷却水流通;缓慢打开胺液再沸器E-0204的导热油进口阀,使前后管路逐渐加热后,增大导热油负荷,对再生塔T-0202底部的水逐步进行升温,通过TV02016控制升温的速度在1~2℃/min;当温度达到90-92℃时打开再生塔T-0202底部排污,同时向系统补充脱盐水。每隔2小时对循环液取样分析一次,分析循环液中Fe3+浓度及总固体量,当Fe3+≤10mg/L,总固体≤50PPm时,停止对胺液再沸器E-0204的加热,停止胺液循环泵P-0201A/B/C的运行,结束水循环;打开各排污阀,将系统内剩余的水排净后关闭排污阀,对系统循环过程中发现的泄漏等问题进行修复,并将各管道过滤器拆下进行清洗。5.4.5.2系统碱洗脱碳系统完成水循环后,应尽快开始碱洗。碱洗采用3%(Wt%)的碳酸钠(Na2CO3)溶液,具体操作步骤如下:根据水循环时测定的系统溶液量V0按以下公式计算所需的碳酸钠W(kg):W=1000C1V0/[(1-C1)C2]式中:V0——联动试车时所确认的溶液量(m3)C1——碱洗时所需的碱液浓度(质量比),C1=0.03C2——固体Na2CO3产品纯度(质量比)按计算的碳酸钠数量增加20%作为碱洗所准备的碳酸钠数量,并运至现场;根据现场条件,将碳酸钠均分,并分批配置所需的碱液数量,检测初始配置溶液的碳酸钠浓度和PH值;可在外部将碱液分批配置好后注入地下槽V-0204中,也可在地下槽中进行碱液的配置,并通过胺液补充泵P-0203将配置好的碱液从地下槽V-0204中输送到胺液储罐V-0205中待用;向吸收塔中充入氮气至约0.6MPa,向胺液闪蒸罐V-0202中充入氮气至约0.3MPa,打开吸收塔至再生塔富胺液主管路、再生塔顶至酸气放空口主管路、再生塔至吸收塔贫胺液主管路的所有手动切断阀(P-0201A/B/C进出口阀除外),保持为气动调节阀和紧急切断阀关闭状态。同时将脱碳系统内所有氮气置换口处的双阀关闭,并将除吸收塔出口处的XV02021外的其余氮气置换口的8字盲板置于关闭状态,避免水反串入氮气管路;启动胺液补充泵P-0203,打开向系统由胺液补充泵P-0203向系统充液的切断阀XV02201,此时,会将碱液从地下槽V-0204中补充到再生塔中。打开XV02215通过胺液储罐V-0205向地下槽V-0204中补充碱液,以保持其液位不低于30%;待再生塔T-0202中液位达到约70%后,启动一台胺液循环泵P-0201,待泵运转正常后,打开贫液至吸收塔的紧急切断阀SDV02003和流量调节阀FV02001,同时通过胺液补充泵P-0203不断向系统补充碱液,且密切注意再生塔T-0202的液位,不得低于30%,可通过调节FV02001来稳定液位。吸收塔T-0201中液位达到60%后,打开吸收塔T-0201至胺液闪蒸罐V-0202的紧急切断阀SDV02002和液位调节阀LV02004向胺液闪蒸罐V-0202中充液,待其液位达到50%,压力升至0.5MPa以上后,打开胺液闪蒸罐V-0202至再生塔T-0202的液位调节阀LV02010,建立整个系统的水循环并通过调节LV02004和LV02010稳定吸收塔T-0201和胺液闪蒸罐V-0202的液位,使其不低于30%,同时通过胺液补充泵P-0203不断向系统补充碱液,直至吸收塔T-0201、再生塔T-0202和胺液闪蒸罐V-0202的液位都达到60%左右;系统保持碱液循环继续运行,打开贫液后冷却器E-0206的冷却水进出口阀,建立冷却水流通;缓慢打开胺液再沸器E-0204的蒸汽进口阀,使前后管路逐渐加热后,增大蒸汽负荷,对再生塔T-0202底部的碱液逐步进行升温,通过TV02016控制升温的速度在1~2℃/min,最终给将再生塔底温度稳定90-92℃,同时为提高碱洗效果,可调节贫液后冷却器E-0206的冷却水使进吸收塔的碱液温度在60℃左右;在上述状态下稳定运行后,应注意各液位值,出现下降时应及时开启胺液补充泵P-0203补充泵向系统中补充碱液,同时应每小时对系统中碱液进行一次检测,检测其PH值和碳酸钠浓度,与初始碱液的浓度和PH值比对,如出现较明显下降,开启胺液补充泵P-0203补充碱液;系统稳定运行16小时以上,且连续三小时不需要补充碱液且每小时检测的碱液PH值无明显变化,可视为碱洗合格;停止对胺液再沸器E-0204的加热,停止胺液循环泵P-0201A/B/C的运行,结束碱液循环;打开各就地排污阀,将系统内剩余的碱液排净。5.4.5.3系统水洗系统碱洗完成后,应立即采用脱盐水对系统进行清洗,水洗应进行两次,具体操作如下:采用脱盐水或软化水对系统进行第一次水洗,其操作方法与碱洗相同,清洗时间按系统稳定循环4-8小时;第一次水洗完成后,排净残液,并清洗各管道过滤器,复位后进行第二次水洗,第二次水洗用脱盐水进行;先按第一次水洗的方法建立系统水循环并稳定运行后,打开各就地排污阀连续排污并开启胺液补充泵P-0203连续向系统补充脱盐水;检测各排污点的排水水质,当总固体含量小于0.01%(Wt%),且泡沫试验的泡高小于300mL,消泡时间小于20S,并与用脱盐水进行泡沫试验的数据进行比对,与脱盐水一致时可认为清洗合格,将系统内剩余的残液排净,充氮至0.05MPa保护,并等待进行胺液液循环试车。5.4.5.4注意事项清洗过程也作为系统试车的一部分,对其进行调节特别是对自动阀的调节应缓慢而谨慎,以免破坏已建立的平衡,在系统稳定运行后可尝试将FV02001、TV02016、LV02004、LV02010投入自动,但应先手动缓慢调节使系统稳定运行在设定值后再将其投入自动;对于清洗过程中进行系统循环时清洗液无法流经而实际运行中有胺液存在的部机,如酸水冷凝器E-0205、酸气分离器V-0203,可通过临时接管引入清洗液来进行清洗;P-0201备用泵及管路均需经碱洗和水洗;对脱碳系统的清洗安排在投料试车前且应尽量保证在完成清洗后立即开始投料试车,以减少二次污染的可能性。如清洗完成后暂不能开始投料试车,则应对全系统吹干水分,并充氮至~0.05MPa进行保护。如相隔时间较长,应在投料试车前对关键设备和管道进行内部检查,以确定是否需要重新进行清洗;水洗完成后安装过滤器滤芯和活性炭滤芯,并通过临时接管单独对活性炭进行水洗。5.4.6充装胺液系统清洗完毕,准备进行投料试车前,可将胺液充装到系统中。胺液由MDEA(N-甲基二乙醇胺)、活化剂和水组成,通常按以下浓度进行配置:MDEA45±5%(Wt%)活化剂2-5%(Wt%)水50-60%(Wt%)首次启动时按较高浓度配置,待正常运行后根据原料天然气的二氧化碳含量和实际运行情况进行调整。配置溶液用的水应为脱盐水。配置好的溶液注入地下槽V-0204中,启动胺液补充泵P-0203,待泵运转正常后,打开由胺液补充泵P-0203向胺液储罐V-0205充液的切断阀XV02213,将地下槽V-0204中胺液充入胺液储罐V-0205中待用,并对溶液进行分析,记录浓度、PH值、总碱度、泡沫试验、总固体、氯离子浓度、总Fe3+浓度等作为原始数据,便于日常运行的比对。储存在胺液储罐V-0205中的胺液可在投料试车时充入系统,但为缩短投料试车启动时间,也可提前建立系统内的胺液液位。建立胺液液位的方法参照前5.4.5.2中的第5)至第8)步。5.5启动5.5.1启动顺序各辅助系统正常投运后,按照按工艺流程的顺序逐一启动系统,必须在前一系统启动成功并达到设计指标后才允许启动下一系统。装置启动时按以下顺序进行:原料气系统和脱碳系统:将原料气系统的启动作为脱碳系统的充压过程,待系统压力稳定后启动胺液循环;脱水和脱汞系统:脱水系统用的再生气是取至脱汞系统后的净化天然气,由于无原料气压缩机,因此,当脱碳系统启动时,同时启动脱水和脱汞系统;液化系统:天然气净化合格且运行稳定后,启动液化系统,大致为液化系统的充压→循环压缩机系统及冷剂储存系统启动→液化系统启动;LNG储存系统:液化系统启动时,在不断冷却过程中,LNG产品达到一定的低温后就可向LNG储存系统中供液并逐步启动LNG储存系统;BOG回收系统:一旦有LNG进入到LNG储存系统,包括采用LNG对储罐的预冷过程中,建立了稳定的BOG来源后就可启动BOG回收系统;LNG装车系统:只要LNG储存系统正常稳定运行,且储罐有一定高度的液位后,就可启动LNG装车系统。全系统启动完成后,应分阶段保持稳定运行一段时间后,再提升负荷至设计值,可按原料天然气为80%负荷、100%负荷分别保持运行72小时以上。5.5.2原料气系统和脱碳系统启动条件:启动前应满足5.3条描述的所有条件。5.5.2.1充压和置换装置启动前,需用工艺介质置换系统中的氮气,同时对整个系统进行充压。先打开吹除阀或排放阀对系统进行卸压,以排出系统中的氮气,卸压时不要将压力卸完,维持在~0.01MPa的微正压即可。完成卸压后,可以开始充压和置换,在此过程中,工艺管道和设备上其它阀门(包括吹扫、排放阀门、调节阀旁通阀)全部处于关闭状态。缓慢打开原料气进口阀XV01055先对原料气进口至XV01061的管道进行充气,压力保持稳定后,缓慢打开手动阀XV01061对后续管道进行充压,充压速度一般控制在不高于0.3MPa/min。5.5.2.2原料气系统的启动原料气进气管路完成充压后,原料气系统启动并逐步达到设计压力的过程也作为脱碳系统天然气流路的充压过程。5.5.2.3启动脱碳系统脱碳系统充压完成,并建立了稳定的流路后,可以启动脱碳系统。启动步骤如下:如吸收塔T-0201和再生塔T-0202内还未建立一定的液位,则先建立胺液的循环,并通过胺液闪蒸罐V-0202气相出口的压力调节阀PV02008控制胺液闪蒸罐V-0202的压力;系统保持碱液循环继续运行,打开净化气冷却器E-0201、贫液后冷却器E-0203和酸水冷凝器E-0205的冷却水进出口阀,建立冷却水流通;缓慢打开胺液再沸器E-0204的导热油进口阀,使前后管路逐渐加热后,增大导热油负荷,对再生塔T-0202底部的胺液逐步进行升温,通过FV02002控制升温的速度在1~2℃/min,最终给将再生塔底温度稳定120℃,同时调节酸气放空调节阀PV02017稳定再生塔压力在约0.05MPa;在上述状态下稳定运行后,应注意各液位值,出现下降时应及时开启胺液补充泵P-0203补充泵向系统中补充胺液;运行一段时间后,酸气分离器V-0203中会逐渐有液体产生,待液位升至50%后,启动一台酸水回流泵P-0202,并通过回流阀稳定酸气分离器V-0203的液位;将各调节阀投入自动,装置可稳定运行,且脱碳系统出口二氧化碳浓度小于50ppm,脱碳系统完成启动。5.5.2.4注意事项启动过程中需要通过调节阀稳定各工段的压力;各工段达到稳定压力后,应再次进行泄漏检测,对有泄漏的位置要及时进行修复,必要时需停机进行修复后重新启动,不得留下任何安全隐患。5.5.3脱水和脱汞系统脱碳系统启动的同时,脱水系统、脱汞系统也应启动。启动时脱水系统再生气封闭循环,上游天然气需保证装置燃料气用量。干燥器(A-0301A/B/C)完成2~4个切换周期后,才允许合格的工艺气进液化冷箱。目的是检验顺控阀门的切换动作并保证各干燥器内分子筛彻底再生。5.5.3.1启动条件系统工艺管线吹扫合格。系统已用氮气预干燥,且系统在0.05MPa的氮气压力下保护。上游天然气需保证装置燃料气用量,脱碳系统运行正常。打开分子筛干燥器去粉尘过滤器的手动阀。手动阀XV04038和紧急切断阀SDV04001处于关闭状态,防止未经预处理合格的天然气进入液化冷箱。干燥器时序已经完成调试,且运行正常,切换阀能开关到位。5.5.3.2启动系统卸压:打开脱水系统各容器上的吹除阀或排放阀,使脱水系统和脱汞系统的保压氮气卸压,然后关闭各阀。卸压时不要将压力卸完,维持在~0.01MPa的微正压即可;打开天然气主流路、再生气流路、脱汞系统天然气放空的手动切断阀;手动设置顺控程序运行于第1步,由程序自动控制各切换阀的启闭,并将程序投入暂停状态。(说明:实际操作时,可手动置于程序的任何一步并暂停后准备启动,但为了便于操作和记录,最好将程序置于时长较长的一步,如第1步、第11步或第21步)附录1——《干燥器时序表》是干燥器顺控程序中各顺控切换阀对应的启闭状态,也可参照附录1手动将阀门开关到位后将程序设在对应的步骤并暂停:检查各切换阀开关是否到位,将再生气流量调节阀手动打开至50%-60%开度,全开再生气压力调节阀PV03013;缓慢打开脱碳系统至脱水系统的手动充压阀XV02075,对脱水系统和脱汞系统进行充压,充压结束后关闭PV03013,注意控制充压速率不大于0.3MPa/min;同时应通过PV01002补充天然气稳定脱碳系统压力;按供货厂家的使用说明书启动一台再生气压缩机C-0301A/B,待压缩机运转正常后,手动开启PV03013,观察再生气流量和再生气分离器V-0301处的压力,并通过手动调节FV04001将再生气流量稳定在4500Nm3/h,手动调节PV03013稳定再生气分离器V-0301处的压力,使其与吸附压力相差不大于300kPa,待流量和压力及再生气压缩机的运行都稳定后,将其投入自动;打开再生气冷却器E-0302的冷却水进出口阀,建立冷却水循环;打开再生气加热器E-0301的导热油进出口阀,建立油循环。待再生气进干燥器的温度达到260℃后,取消干燥器顺控程序的暂停状态,使其自动运行;缓慢打开再生气流量控制阀FV04001,逐步增加脱水系统的运行负荷,最好不超过再生气流量,以便不放空多余的天然气。每次开度的增减不应超过5%,特别是在40-70%开度区间内,应待系统压力稳定后再进行下一次阀门开度的增减,以保持系统压力的稳定,最终达到通过脱汞系统系统天然气经FV04001实现天然气经脱碳系统→脱水系统→脱汞系统的闭式全回流;使系统保持稳定运行2-4个周期,每个周期系指某一干燥器完成了包括吸附、再生、冷吹以及阀门切换和等待的全过程,每个周期全长为24小时,其中,吸附时间为8小时,再生时间为8小时,冷吹时间为7.5小时,其余为阀门切换和等待的时间;按上述要求完成启动,且系统出口水含量小于1ppm(包括在线分析仪的读数和取样分析检测的结果),脱水和脱汞系统完成启动。5.5.3.3注意事项本装置的脱水系统是采用变温吸附的方法脱除原料气中的水分。干燥器的整个工作过程中处于温度的交替变化,工况比较复杂,在正常情况下采用设定好的程序进行控制,但在启动过程中要采用手动方式控制阀门的动作,任何误操作都有可能导致事故的发生,并对设备产生难以修复的损坏,因此要求操作人员必须清楚的知道整个系统的工作原理,以及各种工况的工作参数;脱水系统的启动过程,尤其是每次阀门切换的过程,操作人员需密切值守,对任何异常情况应及时处理,处理时应将程序置入暂停状态,处理完毕后再恢复程序的运行;脱水合格并非指某一特定时间系统出口水含量小于1ppm,而是系统运行的全过程都应合格,特别是每个吸附周期的末段;脱水系统吸附切换过程可能引起脱碳系统压力的波动,应严格控制,避免压力波动超过0.05MPa,同时应密切注意脱碳系统净化气分离器V-0201的液位,避免胺液带入污染分子筛。5.5.4液化系统5.5.4.1启动条件所有公用工程,如氮气,仪表风,电源,冷却水均具备。所有的仪表和阀门均经检验(回路检查,功能测试)而且位于工作状态。所有放空,排放阀均已关闭。所有安全泄压阀已经测试,未被限制,并且处于工作状态。装置已经过氮气置换和干燥,氧气含量<3%,露点≤-60℃(1ppm)。原料气净化单元以50%以上的负荷运行。经净化后原料气中CO2和水含量已达到工艺要求。液化系统与脱汞系统之间切断阀XV04038和SDV04001处于关闭状态。安全阀旁路处于关闭状态;容器和管线上的所有人孔,泄压阀和导淋阀处于关闭状态;“8”字盲板、排放空和短管的隔离阀与PID上标明状态一致;仪表的所有隔离阀打开;阀门开关检查确认表已确认签字。5.5.4.2启动系统保持冷箱LNG出口手动切断阀XV05030关闭,打开手动切断阀XV05001/XV05002,缓慢打开冷箱天然气充压阀XV04038开始给冷箱内天然气通道充压,同时需控制压力增加的速度不得超过0.2MPa/min。在冷箱内天然气通道压力与脱汞系统一致之后,打开SDV04001,关闭XV04038,完成充压。液化冷箱充压完成后,可以启动循环压缩机系统。并通过冷剂的压缩→冷却→节流→复热的重复循环为换热器设备、管道冷却降温并形成LNG液体提供冷量。混合冷剂由氮、甲烷、乙烯、丙烷和异戊烷组成,附录2是设计工况点冷剂的组成。启动过程中,以上几种组分并不是从一开始就全部添加,而应根据启动时不同的阶段冷箱内所建立的温度梯度逐步添加到系统中。以下是设计工况下液化系统的启动过程和要求:将冷剂循环系统中参与的氮气卸压至0.01Mpa;将冷剂循环系统主管上的手动切换阀打开(泵进出口除外);将系统中充入甲烷和乙烯至0.1MPa,其中甲烷占50%左右,乙烯占50%左右,以上冷剂的组成是指在冷剂压缩机一段出口的在线分析检测点的实测值,根据现场情况,可略作调整,但乙烯最高不超过55%,这是设计工况下正常运行时进入冷箱气相冷剂中乙烯与甲烷的组成比;
说明:
a)按比正常工作压力低0.1MPa启动循环压缩机一方面是为了利于压缩机的启动,另一方面也是为后续组分的调整留有余地;
b)甲烷引至脱汞后净化天然气,打开XV04034,通过FV06001补充至系统;
c)乙烯通过乙烯储罐V-0703排液经FV07201控制补充流量,并经乙烯汽化器E-0702汽化后补充至系统,如遇冬季气温较低,还需经水浴式乙烯加热器EH-0702加热至常温后补充至系统,一般控制乙烯温度不低于10℃;
d)由于启动时是先从冷剂过冷段开始,而甲烷是过冷段冷剂的主要组成部分,因此启动时以甲烷占较大量,但因为甲烷由于液化温度低,制冷速度比较慢,因此需要添加部分乙烯;
e)乙烯是来自低温状态,所含杂质少,而且其制冷速度远快于甲烷,因此启动时可适当添加,但如果添加过多,可能导致过冷段乙烯含量太高,不利于后续组分的调节。按供货厂使用说明书启动冷剂压缩机C-0601,在压缩机运转正常后,缓慢开启压缩机出口的手操切断阀XV06102,使后续系统升压,并通过适当关闭压缩机回流阀,使压缩机出口压力提升并尽可能接近正常工作压力;缓慢打开过冷段冷剂节流阀TV05002,并适当关闭压缩机回流阀,维持压缩机出口压力,不断增加进入过冷段冷剂节流阀TV05002的冷剂流量;经TV05002节流后冷剂温度降低,并随着冷剂循环的不断进行,冷剂温度不断降低,冷量在冷箱内不断积累,冷箱内各截面温度逐步降低,启动初期温降会比较缓慢,但随着TV05002前温度不断降低冷剂成为液相,温降速度加快,特别是经TV05002节流后阀门前后温差逐步减小后,趋势会更明显,此时应通过控制TV05002的开度控制温降速度不大于1℃/min,相同截面处冷热物流的温差不超过50℃,也可通过适当增加天然气侧的流量来控制温降速度和温差,应通过适当开启冷箱LNG出口处的手动放空阀XV05029来增加冷箱内天然气流量;在温度下降过程中,特别是冷剂出现液化后,需通过补充甲烷和乙烯维持冷剂压缩机进口压力,冷剂组成应保持不变;温度下降到一定程度后,过冷段温度下降趋缓,液化段温度下降会加快,LV-06103进口处冷剂温度接近或达到正常工作温度时(约-55℃),可向循环冷剂中加入适量的丙烷,并适当增加乙烯的含量,大致按照甲烷34%、乙烯24%、丙烷42%的比例进行,这是设计工况下正常运行时进入冷箱气相冷剂中甲烷、乙烯和丙烷的组成比;
说明:丙烷储罐V-0704排液并经丙烷干燥器A-0701脱除水分后通过FV07301控制丙烷的添加速度,如遇冬季极低温度下,丙烷储罐压力较低,难以补充到冷剂循环系统中,可通过PV07305引入少量净化天然气至丙烷储罐的气相空间,使其压力上升;随着丙烷的添加,V-0603会积累一定的液位,当液位达到约30%后,缓慢开启冷剂节流阀LV06103,并通过控制此阀的开度稳定V-0603内的液位;随着温度的降低,过冷段温度低于-90℃后,冷箱内天然气会被液化,特别是当冷剂节流阀LV06103开启后,此进程会更加明显,根据冷箱进口天然气流量检测的读数,会有大量的天然气因冷凝作用进入冷箱,此时应稳定天然气系统的工作压力;上述过程中,同样需要通过控制TV05002、LV06103和XV05029的开度来控制温降速度和温差;当冷剂节流阀LV06103开启后,V-0603处仍能保持较稳定的液位时,可以向系统中添加异戊烷,并通过适当关闭压缩机回流阀,维持冷剂压缩机出口压力,以及其他组分的添加维持冷剂压缩机进口压力,最终将组分维持在甲烷28%、乙烯34%、丙烷19%、异戊烷19%,这是设计工况下正常运行时进入冷箱气相冷剂中甲烷、乙烯、丙烷和异戊烷的组成比;
说明:
a)异戊烷常温下储存压力较低,难以直接补充到系统,实际操作时可通过PV07405引入少量净化天然气至异戊烷储罐V-0705的气相空间,使其压力上升至约0.6MPa,从储罐排出的异戊烷经异戊烷干燥器A-0702脱除水分,然后通过FV07401控制异戊烷的添加速度;
b)正常运行时过冷段冷剂内异戊烷含量较低,过冷段由于工作温度低,较多的异戊烷进入则无法完全蒸发并容易在过冷段富集,一方面会影响过冷换热器的换热和过冷温度,另一方面随着调试的进行,温度不断降低,较多的异戊烷或冷剂中的一些更重组分的杂质在过冷段也有冻堵的可能,因此异戊烷的添加时应通过V-0603气相出口的在线分析读数控制异戊烷含量不大于6%;随着温度的不断降低,如过冷段LNG出口温度达到-130℃,则可打开LNG出冷箱切断阀XV05030向LNG储罐输出少量LNG,并停止通过XV05029将LNG放空,待LNG节流阀前管道冷却后,缓慢打开LNG节流阀TV09001使少量的LNG进入储罐,在LNG节流阀打开后,应用其控制温降速度和温差,且仅以很小的开度运行,不得流量过大,破坏已建立的温度平衡,同时稳定天然气通道的压力,并减小冷剂压缩机回流阀的开度,增加液化系统的负荷;
说明:
a)TV09001A安装于靠近LNG储罐V-0901A和LNG储罐V-0901B处,正常情况下,储罐V-0901A和储罐V-0901B可相互切换;
b)初始的LNG进入储罐时,由于闪蒸量大,且温度和流量都不稳定,应打开储罐的放空阀稳定储罐的压力;
c)如果LNG储罐在进液前已通过液氮进行预冷(液氮预冷操作见LNG储罐供货厂的使用说明书或相关文件);则顶部进液和底部进液皆可,但如储罐需要用调试初期的LNG进行预冷,则尽量为顶部进液,且还需用LNG节流阀按照供货厂家使用说明书的要求控制LNG储罐温降的速度。当LNG出冷箱温度稳定在-130℃以下,LNG节流阀开度比较稳定,LNG储罐压力比较稳定,LNG储罐温降速度在许可范围内,且进冷箱天然气流量达到正常流量的15%以上后,可开启BOG回收系统,将储罐内BOG进行循环再液化,以减少损耗,以LNG储罐V-0901A作为进液罐为例,BOG回收系统的启动步骤如下:
a)将V-0901A至BOG压缩机主管路上的手动切断阀打开,开启HV08001对1#BOG压缩机C-0801A/B前进行充压至0.05MPa;
b)按供货厂使用说明书启动一台1#BOG压缩机C-0801,待机组完全运转起来后,开启V-0901A的BOG输出阀XV09105A,同时注意储罐的压力;
c)关闭HV08001,同时逐步关闭1#BOG压缩机C-0801的回流阀,使C-0801出口压力稳定在0.5MPa;
d)按供货厂使用说明书启动一台2#BOG压缩C-0802机,待机组完全运转起来后,逐步关闭C-0802回流阀使其向脱水系统供气,同时控制C-0802的回流阀使C-0802进口压力稳定在0.5MPa;
e)逐步打开BOG向燃料气系统供气的调节阀PV08002,并逐步关闭C-0801回流阀,保持C-0801出口压力在0.5MPa,待C-0801回流阀全关后,通过PV08002稳定C-0801出口压力在0.5MPa并投入自动,当V-0901A储罐压力出现下降趋势时,关闭储罐放空阀,使BOG进入循环状态。注意通过补充冷剂维持冷剂压缩机C-0601进口压力,并且增加冷剂中的异戊烷含量,将冷剂组分调节至甲烷28%、乙烯34%、丙烷19%、异戊烷19%,接近设计工况下正常运行时冷剂中甲烷、乙烯、丙烷和异戊烷的组成比;随着异戊烷含量和丙烷含量的增加,压缩机出口分离器V-0602、V-0603开始出现液位,待液位达到正常液位60%以后,打开冷剂节流阀LV06102、LV06103,并通过上述阀稳定V-0602、V-0603的液位不低于30%;减小冷剂压缩机回流阀的开度,逐步增大冷剂循环制冷负荷,同时通过各段冷剂节流阀TV05002、LV06103和LV06102以及LNG节流阀TV09001控制温降速度和温差,但由于此时过冷段出口温度还未到设计值,因此LNG节流阀开度不宜过大,使天然气进冷箱流量在维持20%以下,否则闪蒸量太大,容易使LNG储罐压力过高;待预冷段和液化段温度都稳定在正常工作温度下以后,开启FV06002向系统中加入氮,并将组分调节至甲烷25%、乙烯31%、丙烷17%、异戊烷17%,氮10%,即设计工况下正常运行的组分;随着氮的加入,过冷段冷剂节流后温度逐步下降,过冷段温度也逐步下降,此时可逐步适当开启LNG节流阀增加天然气通道的流量,如调节过程中LNG节流阀开度的增加跟不上LNG储罐压力的下降速度,但又因冷箱内温度或温差的原因不便调节LNG节流阀,可适当打开1#BOG压缩机C-0801的回流阀以稳定LNG储罐的压力。由于天然气流路负荷的逐渐增加,通过减小冷剂压缩机回流阀的开度使冷剂进冷箱的量逐渐增加,在增大负荷的同时通过各段冷剂节流阀TV05002、LV06103和LV06102温降速度和温差;按本项目的组分,重烃分离器处应无重烃液相,若重组分增加重烃分离器处出现液体,开启V-0501排液调节阀LV05001将重烃输送至重烃闪蒸罐V-0505,同时通过重烃闪蒸罐V-0505气相出口的调节阀控制其压力在约0.6MPa,在V-0506液位逐步上升至50%以后,开启液相出口的调节阀LV05002向重烃储罐V-0506输送重烃,并通过LV05002稳定V-0505的液位,通过LV05001稳定V-0501的液位;在过冷出口温度达到设计值后(-162℃),逐步关闭冷剂压缩机回流阀,同时通过增加LNG节流阀的开度增大天然气通道的流量,并稳定天然气通道的压力,使整个液化系统的负荷逐步增大,且保持各段的温度稳定在工作区间内,最终实现天然气通道负荷达到正常80%以上,冷剂压缩机回流阀已经全关或只保留很小的开度;保持上述状态稳定运行一段时间后,可再次加大负荷至设计负荷,此时无法通过冷剂压缩机回流阀来调节负荷,需要缓慢提高冷剂压缩机的转速,以提高制冷负荷,同时应补充冷剂维持上述的比例,并将冷剂压缩机进口压力逐步升至设计值(0.21MPa),进一步加大制冷负荷;在制冷负荷加大的同时,需通过增加LNG节流阀的开度实现LNG液化负荷对应的增加,并使冷箱内各稳定保持平衡,特别是低压冷剂出冷箱的温度不能过低,适当时通过控制各段冷剂节流阀的开度稳定各换热器热端温差,并稳定天然气通道的压力;随着液化负荷的增加,此时要通过LNG节流阀稳定住天然气通道的压力,并通过各段冷剂节流阀稳定住各段的温度,当各参数达到稳定,且各机组运行正常后,液化系统启动完成。5.5.4.3注意事项:按顺序及流路压力等开启各阀门;必须注意并控制各流路通过的流量,使各部分温度均匀下降不能出现大的温差;在冷却阶段,为了加速冷却,可依次打开各吹除阀,拆开仪表阀接头,打开仪表阀进行吹除,待排出的气体结霜关闭;每次对工况的改变如机组的启动、阀门开度的改变都应采用小幅度的改变,特别是对压差大的节流阀,以免产生工况的波动,且应待上一次工况调节各参数稳定后才能进行下一步骤;系统启动过程中,冷箱内各温度检测点的温度变化速率都不应超过1℃/min;负荷调整过程中各参数变化较大,调节阀门最好处于手动状态,除非有足够经验且组态很好,一般待系统工作正常且各项指标接近设计值,再将各仪表投自动;冷剂的添加应分阶段进行,且补充应为间断性操作,并及时观察在线分析的读数,但在线分析的读数会有几分钟的滞后,因此每次补充后应待读数稳定后再进行调整,必要时还应手动取样分析并与在线分析读数比对,以免某种组分补充过量,给后续的组分调节带来不便;异戊烷以及冷剂补充中带入的一些较重组分的杂质应尽量避免过多的进入过冷段,在调试过程中应及时取样分析,必要时需打开过冷段的排放阀排掉部分冷剂;系统调节过程中一定要注意稳定LNG储罐的压力,压力过高可能是由于进液量过大,可以减少LNG节流阀的开度或间断开启储罐的放空阀,压力过低则是由于进液闪蒸量与BOG压缩机的能力不匹配,可通过打开BOG压缩机的回流阀来进行调节;系统运行过程中注意控制低压冷剂出冷箱的温度,以免夹带液体,给冷剂压缩机的运行带来隐患,一般不要低于15℃,如温度较低,且冷剂压缩机进口分离器内有液体产生,则需通过LV06101引入压缩后的高温气体使其升温蒸发。5.5.4.4液化系统工艺控制和调节如果各换热器都出现热端温差过大且冷端温差基本复合设计值或小于设计值的情况,则说明冷量过多,如是短时间的波动可通过关小对应的冷剂节流阀来缩小热端温差,比如高温端温差偏大,可以减小冷剂节流阀LV06102或LV06103的开度,但若是长期现象或呈现出热端温差不断增大的趋势,则按以下优先顺序选择调整方法:
a)增加液化产量:可通过开大LNG节流阀TV09001增加液化产量,将富余的冷量充分利用,但前提是要稳定天然气通道的压力,同时应控制冷端温差不应超过设计值;
b)降低负荷:如果热端温差较大,开大TV09001热端温差仍然没有很大改善或无足够的原料气导致不能开大TV09001,则应开大冷剂压缩机回流阀FV06101,停止补充冷剂,逐步降低进口压力,减少循环气量;
c)提高进冷箱温度:如天然气通道流量已无法增加,且冷剂压缩机已工作于其稳定运行所需的最小流量,则可通过压缩机级间冷却器E-0602或末级冷却器E-0604冷却水流量或调节其旁通阀来提高冷剂进冷箱的温度;
d)调节冷剂组分:如以上措施已无法保证达到调节的目的,为保证机组的稳定运行,可通过调节冷剂组分来实现,主换热器热端温差偏大,可减少冷剂中异戊烷或丙烷含量。如冷端温差大于设计值,或热流出换热器温度高于设计值,则表明低温冷量不足,如是短时间的波动可通过开大对应的冷剂节流阀来控制,也可通过关小LNG节流阀TV09001减少天然气通道的流量来调整。但若是长期现象或呈现出增大的趋势则应调整冷剂组分,大致按以下原则来进行调整:主换热器冷端温差偏大,增大冷剂中氮含量;附录2列出了正常工况下的冷剂组成,但由于不同的气候条件下,冷却水温度有变化,通过调节组分组成,尽可能利用冷却水温度降低带来的冷量变化,在保证液化产量不变的情况下,减小冷剂压缩机的负荷,从而降低能耗。同时,需在实际运行中不断总结经验,并参照前述的调节方法进行针对性调节,以使装置达到最好的经济性。在调整冷剂组分过程中,如冷剂循环还未达到所需的压力,可直接补充需要提高含量的组分,但按此法无法达到所需的冷剂组成是,则可能需要对系统内冷剂进行适当的排放以排出含量偏高的组分,可参考以下的几个排放点进行针对性的排放:
a)压缩机级间分离器V-0602出口:该处主要组分为异戊烷,可通过打开XV06091将部分液体输出到冷剂回收罐V-0701以减少循环冷剂中异戊烷的含量;
b)压缩机级间分离器V-0603出口:该处主要组分为异戊烷和丙烷,可通过打开XV06088将部分液体输出到冷剂回收罐V-0701以减少循环冷剂中异戊烷和丙烷的含量;
c)冷剂分离器V-0504气相出口:该处主要组分为氮,可通过V-0504放空阀XV05127将冷剂排放以减少循环冷剂中氮的含量。LNG储存系统启动条件:启动前应满足5.3条描述的所有条件。在液化系统启动并达到设计指标的过程中,LNG储存系统就已经完成启动,但主要是针对一个LNG储罐进行操作,为使两个储罐都达到运行状态,在液化系统调试完成后,当其中一个储罐已经积累了一定的液位后(不低于2000mm),可以在较长时间内能保证储罐处于冷却状态,可切换到另一个储罐进液,以从V-0901A进液切换到V-0901B为例,以下为首次启动切换操作的步骤:1)保持TV09001开度不变,并使其稳定住冷箱内天然气通道压力和流量,缓慢打开V-0901B进液切断阀XV09104B和V-0901B的顶部进液阀,注意管道冷却的速度不宜过快,待管道充分冷却后,如V-0901B在进液前已完成冷却,则直接跳至以下第4)步,否则,注意控制V-0901B顶部进液阀的开度使储罐冷却的速度不超过供货厂使用说明书的允许值;
2)当储罐内压力提高到正常工作压力后,打开V-0901B的BOG输出阀XV09005B,使两个LNG储罐的BOG同时向外输出BOG,并适时开启V-0901B的放空阀稳定储罐的压力;
3)随着冷却的进行,通过间断手动开大V-0901B顶部进液阀提高冷却的速度,但不得超过供货厂使用说明书的允许值;
4)当V-0901B已建立液位且液位逐步上升,标明其冷却已完成,打开V-0901B底部进液阀,从顶部和下部同时进液;
5)A、B罐同时工作10分钟后,关闭V-0901A的底部进液阀、顶部进液阀及其进液切断阀XV09104A,LNG进液罐的切换完成,将各切断阀投入自动。LNG装车系统启动条件:启动前应满足5.3条描述的所有条件。当某一LNG储罐中有足够的液体时,可进行LNG装车系统的试车。由于装车过程会使LNG储罐的压力产生一定的波动,正常情况下LNG进液和排液应为不同的储罐,以使储罐运行稳定。假设按前述的程序,V-0901A中有足够的液位,现处于待机状态,V-0901B为进液状态,则采用V-0901A作为排液罐,用其中储存的LNG进行装车系统的试车工作。在进行正式的装车试车前,需对每台LNG装车泵进行单机试车,试车采用泵全回流的形式进行。对3台泵的试车应顺次进行,不允许两台及以上的泵同时进行。进行装车泵运转试车之前须保证作为排液的罐内液位不低于2000mm,且罐内压力比较稳定(15~20kPa),具体操作步骤如下:按供货厂使用说明书的要求完成启动前的准备工作;打开V-0901A排液的手动及气动切断阀,打开需试车的一台LNG装车泵P-1001的进口阀(以P-1001A为例),打开P-1001泵后回流阀(含调节阀及手动阀)、V-0901ALNG回流的进液的切断阀,使泵系统和储罐系统压力平衡,并使储罐内LNG通过液位差自流到泵前后管路,使其冷却;为加快泵前管路中BOG的排放,开启P-1001A泵前手动放空阀XV10002A,待阀后管路出现结霜后立即关闭该阀,并密切注意泵出口管路温度测点的读数,待该温度指示不再发生变化,且与储罐底部温度指示相差在1℃以内,证明泵的冷却完成;完成泵的冷却后,按供货厂使用说明书的要求启动泵进行泵的运转试车,试车采用液体全回流至储罐的方式进行;待转速正常后再运行10~15min后,通过调节回流阀PV10003A的开度提升泵的出口压力,并观察泵的运行情况;可以通过变频调节泵的转速,尝试不同的工况,以观察泵的运行是否稳定;一切正常后,将回流阀PV10003A设定在0.5-0.6MPa上投入自动,并让泵连续运行一段时间;全开回流阀PV10003A,停止P-1001A,待泵完全停止后,关闭泵进口切断阀和PV10003A,完成P-1001A的试车;按上述的方法依次完成P-1001B和P-1001C的试车;3台泵的全回流运转试车完成后可开始装车试车,装车试车前再次确认V-0901A内液位不低于2000mm;将某一装车台位的气相及液相管与待装LNG槽车相连,并通过气相及液相管上的氮气置换和放空阀连续充压至0.5MPa,泄压至0
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