Lng管線系統真空干燥方法及真空干燥裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種LNG管線真空干燥方法，采用抽真空機組從LNG管線系統內向外抽氣，在此過程中，每5分鐘記錄一次真空度變化值，并通過氮氣加入口向LNG管線系統內通入10℃以上的氮氣，進入的氮氣量與抽真空量相適應，經過長時間的抽真空過程，使LNG管線系統內露點達到規定要求；本發明LNG管線系統真空干燥裝置包括羅茨水環真空泵機組和羅茨旋片真空泵機組，并配置有給抽真空機組供水的供水系統；所述抽真空機組的進口通過高真空蝶閥分別并聯于抽真空管道上，所述抽真空管道通過閘閥連通LNG管線系統。本發明干燥LNG管線系統徹底，不受管徑影響，能對管線、閥門及其它管線附件內的積水充分干燥。
【專利說明】LNG管線系統真空干燥方法及真空干燥裝置
(-)【技術領域】:
[0001]本發明涉及液化天然氣(LNG)站場各類管線干燥技術，特別是一種LNG管線系統真空干燥方法及真空干燥裝置。
(二)【背景技術】:
[0002]LNG是一種清潔、高效的能源，與其它能源相比，環境效益和能源利用效率高。隨著國家對能源需求的不斷增長，LNG產業的發展將對優化我國的能源結構，有效解決能源供應安全、生態環境保護的雙重問題，實現經濟和社會的可持續發展發揮重要作用。
[0003]LNG管線系統在投產運行前要進行管線(管道)壓力試驗，而此部分介質的管道設計壓力均在1.79Mpa以上，有的設計壓力更高達15.6MPa。根據GB50235-2010《工業金屬管道工程施工規范》對管道壓力試驗的規定:“壓力試驗應以液體為試驗介質，當管道的設計壓力小于或等于0.6MPa時，也可采用氣體為試驗介質，但應采取有效的安全措施。當管道的設計壓力大于0.6MPa時，設計和建設單位認為液壓試驗不切實際時，由設計文件提出和經建設單位同意，方可采用GB50235規范的第8.6.5條規定的氣壓試驗來代替液壓試驗”。而在國內的某LNG項目高壓管道采用氣壓進行壓力試驗時出現了嚴重的安全事故，所以現在LNG項目管道壓力試驗常采用水壓試驗。然而，LNG管道是低溫介質管道(_165°C)，對于管道里的水分殘留要求極嚴，否則將可能導致閥門凍結和造成管道低洼處的冰堵，閥門無法開關，影響輸氣量，嚴重時會造成停輸的重大事故。因此，必須在LNG管道壓力試驗、嚴密性試驗完成且管線吹掃排水合格后進行LNG管道系統干燥，使LNG管道系統投入運行之前管道內的露點達到規定的要求。
[0004]現有干燥技術方法一:
[0005]原有的管道干燥施工，最常采用干空氣干燥法，干燥原理是指將干燥空氣低壓進入管道內進行吹掃，利用低露點空氣對水分的吸附能力達到干燥的目的。在理想狀態下管道內的水分會被低露點干空氣吸附并被后面的干空氣吹掃出管道。但在實際中干空氣不可能將吸附水分的濕空氣全部吹掃出管道。判斷干燥的方法是，源源不斷的輸入干空氣并檢測管道出口空氣濕度或露點，當其小于預定值時，表明已經干燥。另一種檢測方法是同時檢測管道出口和入口露點，當兩者相等時表明已經干燥。
[0006]這種方法的缺點是對于大口徑管道，設備占地面積很大，需消耗大量燃油或電力來制取干空氣；此方法對閥門及管道上的“死角”的干燥效果不是很好；LNG管道干燥后還要進行氮氣置換，程序多。
[0007]現有技術方法二:
[0008]目前，LNG管道多采用氮氣干燥法，氮氣干燥置換的原理是利用液氮槽車將液氮運送到需干燥的管道場站現場，與現場安裝的液氮儲罐連接，將液氮儲存在液氮儲罐內，液氮儲罐與現場安裝的空溫式汽化器連接，將液氮氣化成常溫氮氣，然后再經過電加熱器加熱，使常溫干燥氮氣加熱到40°C?50°C，供給需進行干燥的管道系統，用露點分析儀或水分檢測儀在管段末端對管道系統中氣體水含量進行取樣分析。[0009]這種方法的缺點是液氮用量大，成本高，對閥門內的積水以及管道系統“死角”的干燥處理難度大。
(三)
【發明內容】
:
[0010]為此，本發明提出了一種LNG管線系統真空干燥方法及真空干燥裝置，以解決現有技術方法一中存在的對大口徑管道干燥所需設備占地面積很大、需消耗大量燃油或電力，和現有技術方法二中存在的液氮用量大、成本高，以及方法一和方法二共性的“對閥門內的積水以及管道系統死角的干燥處理難度大”等的技術問題。
[0011]本發明LNG管線系統真空干燥方法，其實施步驟如下:
[0012]1、利用水的沸點隨壓力降低而降低，即在壓力很低的情況下水可以在很低的溫度下沸騰汽化原理，采用抽真空機組從LNG管線系統內向外抽氣，不斷降低LNG管線系統內的真空度直至達到LNG管線系統內壁溫度下水的飽和蒸汽壓，使殘留在LNG管線系統內的水沸騰而迅速汽化并被抽真空機組抽走，在此過程中，每5分鐘記錄一次壓力變化值，如有泄漏發生則要計算泄漏率，當泄漏率引起的體積變化不超過水膜蒸發體積變化的5%時，才能進行下一步作業。
[0013]2、為使LNG管線系統內溫度高于所述真空度條件下的水汽化溫度，保證水不結冰和使LNG管線系統內的真空度恒定，需通過氮氣加入口向LNG管線系統內通入10°C以上的氮氣，進入的氮氣量與抽真空量相適應。
[0014]3、經過長時間的抽真空過程，使LNG管線系統內露點達到規定要求。
[0015]所述露點是指空氣濕度達到飽和時的溫度(對于含有一定量水汽的空氣，在氣壓不變的情況下降低溫度，使飽和水汽壓降至與當時實際的水汽壓相等時的溫度，稱為露點)，當空氣中水汽已達到飽和時，氣溫與露點相同；當水汽未達到飽和時，氣溫一定高于露點溫度。
[0016]采用露點法對LNG管線系統的干燥質量進行驗收，先向真空干燥后的LNG管線系統內充滿氮氣，直到管線內的壓力達到0.1MPa?0.2MPa，然后靜置12h?24h再測量氣體的露點，測量值達到要求值，且測量值之間差值的絕對值不超過5°C為合格。
[0017]設置精密數字壓力表檢測LNG管線系統內的壓力，其壓力量程為-0.1MPa?2MPa，準確度為0.05%F.S。
[0018]對于LNG管線系統中各管線間連接的閥門采用電加熱帶進行加熱，為確保各閥門不受損壞，加熱溫度控制在120°C以下。
[0019]與飽和蒸汽壓對應的LNG管線系統內的真空度設定為_99400Pa?_99200Pa。
[0020]本發明LNG管線系統真空干燥裝置，包括抽真空機組，所不同的是所述抽真空機組包括羅茨水環真空泵機組和羅茨旋片真空泵機組，所述羅茨水環真空泵機組包括前級泵2SK-3雙級水環泵、中間泵JZ30羅茨泵和主泵JZ70羅茨泵以及對應設置的控制系統；所述羅茨旋片真空泵機組包括前級泵2X-4A雙級旋片真空泵和主泵JZ30羅茨泵以及對應設置的控制系統，并配置有給抽真空機組供水的供水系統；所述羅茨水環真空泵機組和羅茨旋片真空泵機組的進口通過高真空蝶閥分別并聯于抽真空管道上，所述抽真空管道通過閘閥連通LNG管線系統。
[0021]所述LNG管線系統上設置有精密數字壓力表，所述精密數字壓力表的壓力量程為-0.1MPa?2MPa，準確度為0.05%F.S。所述LNG管線系統上設置有氮氣加入口。
[0022]所述供水系統(自來水系統)的水壓至少為0.1MPa0
[0023]本發明的有益效果:
[0024]通過采取本發明LNG管線系統真空干燥方法及真空干燥裝置之技術方案，達到了干燥徹底，不受管徑多變的影響，能對LNG管線、閥門、三通、彎頭、管臺以及其它管道附件內的積水充分干燥，設備能自動控制，施工無污染，施工費用低，適用范圍廣，實用性強。
(四)【專利附圖】
【附圖說明】:
[0025]圖1為本發明一種實施方式的流程示意圖。
[0026]圖號標識:1、LNG管線系統；2、氮氣加入口 ；3、精密數字壓力表；4、閥門；5、羅茨水環真空泵機組；6、羅茨旋片真空泵機組；5-l、2SK-3雙級水環泵；5-2、JZ30羅茨泵；5_3、JZ70羅茨泵；6-1、2Χ-4Α雙級旋片真空泵；7、供水系統；8、高真空蝶閥；9、抽真空管道；10、閘閥。
(五)【具體實施方式】:
[0027]下面結合附圖所示實施方式對本發明的技術方案作進一步說明。
[0028]本發明LNG管線系統真空干燥裝置包括抽真空機組，所述抽真空機組包括羅茨水環真空泵機組5和羅茨旋片真空泵機組6，設置有供水系統7向羅茨水環真空泵機組5和羅茨旋片真空泵機組6供水，所述供水系統7為工廠的自來水系統，自來水系統的水壓控制在
0.1MPa以上，如圖1所示。
[0029]所述羅茨水環真空泵機組5主要由前級泵2SK-3雙級水環泵5_1、中間泵JZ30羅茨泵5-2和作為主泵JZ70羅茨泵5-3以及對應設置的控制系統組成；羅茨旋片真空泵機組6主要由前級泵2X-4A雙級旋片真空泵6-1和主泵JZ30羅茨泵5_2以及對應設置的控制系統組成；羅茨水環真空泵機組5 (即2SK-3雙級水環泵5-1)的進口通過DN150手動高真空蝶閥8接通于抽真空管道9上，羅茨旋片真空泵機組6 (即2X-4A雙級旋片真空泵6-1)的進口通過DN100手動高真空蝶閥8接通于羅茨水環真空泵機組5與抽真空管道9的接通口上，所述抽真空管道9通過DN150閘閥10接通LNG管線系統1，如圖1所示。
[0030]LNG管線系統I的各管線之間通過閥門4相互連通，采用電加熱帶對各閥門4進行加熱，加熱溫度控制在120°C以下；在靠近抽真空機組以及遠離抽真空機組的LNG管線系統I上安裝IXD顯示的精密數字壓力表3，所述精密數字壓力表3的壓力量程為-0.1MPa?2MPa，準確度為0.05%F.S，對應于遠處精密數字壓力表3于LNG管線系統I上設置氮氣加入口 2，如圖1所示。
[0031]所述抽真空機組與LNG管線系統I之間的連接管道在安裝完后要進行清理和吹掃，確認管道內干凈無雜物后方能與抽真空機組和LNG管線系統I連接；所述供水系統7的管道內也要吹掃清理干凈，確認干凈后方能投入使用。
[0032]本發明LNG管線系統真空干燥方法，其實施步驟如下:
[0033]1、采用抽真空機組(即羅茨水環真空泵機組5和羅茨旋片真空泵機組6)從LNG管線系統I內向外抽氣，不斷降低LNG管線系統I內的真空度直至達到管線內壁溫度下水的飽和蒸汽壓(對應的LNG管線系統I內的真空度設置為_99400Pa?_99200Pa)，使殘留在LNG管線系統I內的水沸騰而迅速汽化并被抽真空機組抽走，在此過程中，每5分鐘記錄一次真空度變化值，如有泄漏發生則要計算泄漏率，當泄漏率引起的體積變化不超過水膜蒸發體積變化的5%時，才能進行下一步作業。
[0034]2、為使LNG管線系統I內溫度高于所述真空度條件下的水汽化溫度，保證水不結冰和使LNG管線系統I內的真空度恒定，需通過氮氣加入口 2向LNG管線系統I內通入10°C以上的氮氣，進入的氮氣量與抽真空量相適應。
[0035]3、經過長時間的抽真空過程，使LNG管線系統I內露點達到規定要求。
[0036]4、采用露點法對LNG管線系統I的干燥質量進行驗收，先向真空干燥后的LNG管線系統I內充滿氮氣，直到管線壓力達到0.1MPa?0.2MPa，然后靜置12h?24h再測量氣體的露點，測量值達到要求值，且測量值之間差值的絕對值不超過5°C為合格。
[0037]抽真空過程中，所述羅茨水環真空泵機組5與羅茨旋片真空泵機組6分別于不同時期工作，羅茨水環真空泵機組5主要用于前期快速干燥LNG管線系統I，抽真空的速度快；所述羅茨旋片真空泵機組6主要用于LNG管線系統I的后期精細抽真空干燥，羅茨旋片真空泵機組6要在LNG管線系統I真空度達到一定壓力值后方可起動，此時羅茨水環真空泵機組5關閉。
【權利要求】
1.LNG管線系統真空干燥方法，其特征在于其實施步驟如下: ①、采用抽真空機組從LNG管線系統(I)內向外抽氣，不斷降低LNG管線系統(I)內的真空度直至達到管線內壁溫度下水的飽和蒸汽壓，使殘留在LNG管線系統(I)內的水沸騰而迅速汽化并被抽真空機組抽走，在此過程中，每5分鐘記錄一次真空度變化值，如有泄漏發生則要計算泄漏率，當泄漏率引起的體積變化不超過水膜蒸發體積變化的5%時，才能進行下一步作業； ②、為使LNG管線系統(I)內溫度高于所述真空度條件下的水汽化溫度，保證水不結冰和使LNG管線系統(I)內的真空度恒定，需通過氮氣加入口(2)向LNG管線系統(I)內通入10°C以上的氮氣，進入的氮氣量與抽真空量相適應； ③、經過長時間的抽真空過程,使LNG管線系統(I)內露點達到規定要求。
2.根據權利要求1所述的LNG管線系統真空干燥方法，其特征在于:采用露點法對LNG管線系統(I)的干燥質量進行驗收，先向真空干燥后的LNG管線系統(I)內充滿氮氣，直到管線壓力達到0.1MPa?0.2MPa，然后靜置12h?24h再測量氣體的露點，測量值達到要求值，且測量值之間差值的絕對值不超過5°C為合格。
3.根據權利要求2所述的LNG管線系統真空干燥方法，其特征在于:設置精密數字壓力表(3)檢測LNG管線系統(I)內的壓力，其壓力量程為-0.1MPa?2MPa，準確度為0.05%F.S0
4.根據權利要求1?3中任意一項所述的LNG管線系統真空干燥方法，其特征在于:對于LNG管線系統(I)中各管線間連接的閥門(4)采用電加熱帶進行加熱，加熱溫度控制在120°C以下。
5.根據權利要求1?3中任意一項所述的LNG管線系統真空干燥方法，其特征在于:與飽和蒸汽壓對應的LNG管線系統(I)內的真空度為_99400Pa?_99200Pa。
6.LNG管線系統真空干燥裝置，包括抽真空機組，其特征在于:所述抽真空機組包括羅茨水環真空泵機組(5 )和羅茨旋片真空泵機組(6 )，所述羅茨水環真空泵機組(5 )包括前級泵2SK-3雙級水環泵(5-1)、中間泵JZ30羅茨泵(5-2)和主泵JZ70羅茨泵(5_3)以及對應設置的控制系統；所述羅茨旋片真空泵機組(6)包括前級泵2X-4A雙級旋片真空泵(6-1)和主泵JZ30羅茨泵(5-2)以及對應設置的控制系統，并配置有給抽真空機組供水的供水系統(7);所述羅茨水環真空泵機組(5)和羅茨旋片真空泵機組(6)的進口通過高真空蝶閥(8)分別并聯于抽真空管道(9)上，所述抽真空管道(9)通過閘閥(10)連通LNG管線系統(I)。
7.根據權利要求6所述的LNG管線系統真空干燥裝置，其特征在于:所述LNG管線系統(I)上設置有精密數字壓力表(3)，所述精密數字壓力表(3)的壓力量程為-0.1MPa?2MPa，準確度為0.05%F.S。
8.根據權利要求6所述的LNG管線系統真空干燥裝置，其特征在于:所述LNG管線系統(I)上設置有氮氣加入口( 2 )。
9.根據權利要求6?8中任意一項所述的LNG管線系統真空干燥裝置，其特征在于:所述供水系統(7)的水壓至少為0.1MPa0
【文檔編號】F26B5/04GK103791698SQ201410068776
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】向蒼義, 賈琦月, 姜平, 黃勇華, 程立允, 梁昌錦, 蔣小波, 滿萬全 申請人:中國石油天然氣第六建設公司, 中國寰球工程公司