LNG(液化天然氣)因 “-162℃低溫、易燃易爆、高壓存儲(chǔ)” 的特性,其安裝過程對 “密封性、低溫耐受性、安全防護(hù)” 要求極高,需嚴(yán)格遵循《液化天然氣 (LNG) 生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)》(GB/T 20368-2022)、《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028-2006,2020 年版)等標(biāo)準(zhǔn),覆蓋 “儲(chǔ)罐、管道、氣化器、安全系統(tǒng)” 四大核心組件。以下從安裝全流程拆解核心要點(diǎn),重點(diǎn)突出安全管控與技術(shù)細(xì)節(jié):
一、安裝前期準(zhǔn)備:奠定安全基礎(chǔ)(核心前提)
LNG 安裝前需完成 “場地勘察、方案設(shè)計(jì)、材料驗(yàn)收” 三大環(huán)節(jié),避免因前期準(zhǔn)備不足導(dǎo)致后期安全隱患或返工。
1. 場地勘察與規(guī)劃:適配 LNG 特性需求
選址合規(guī)性:
遠(yuǎn)離人員密集區(qū)(如居民樓、學(xué)校):儲(chǔ)罐區(qū)與民用建筑的防火間距≥25m(100m3 以下儲(chǔ)罐),與明火或散發(fā)火花地點(diǎn)的防火間距≥30m;
地形與地質(zhì):選擇地勢平坦、排水良好的區(qū)域(避免低洼積水導(dǎo)致設(shè)備腐蝕),地質(zhì)承載力需≥150kPa(儲(chǔ)罐基礎(chǔ)需單獨(dú)設(shè)計(jì),防止沉降);
周邊環(huán)境:避開地下管線(如燃?xì)狻⑤斢凸艿溃⒏邏弘娎|,儲(chǔ)罐區(qū)上方無架空線路,避免雷擊風(fēng)險(xiǎn)(需提前規(guī)劃防雷接地系統(tǒng)位置)。
平面布局:
功能分區(qū)明確:劃分 “儲(chǔ)罐區(qū)、氣化區(qū)、調(diào)壓計(jì)量區(qū)、輔助設(shè)備區(qū)”,各區(qū)之間用防火墻或防火堤分隔(防火堤高度≥1.0m,采用不燃材料砌筑);
通道設(shè)計(jì):儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置環(huán)形消防車道(寬度≥4m),氣化區(qū)預(yù)留設(shè)備檢修通道(寬度≥1.5m),確保應(yīng)急情況下人員疏散與消防車通行。
2. 設(shè)計(jì)方案審核:確保技術(shù)合規(guī)
核心參數(shù)確認(rèn):
儲(chǔ)罐設(shè)計(jì):根據(jù)用氣量確定儲(chǔ)罐容積(如小型工業(yè)用戶常用 50-100m3 真空絕熱儲(chǔ)罐),設(shè)計(jì)壓力≥0.8MPa(需滿足當(dāng)?shù)?LNG 供應(yīng)壓力要求),真空度≤5Pa?L/s(確保低溫保溫性能);
管道設(shè)計(jì):低溫管道(-162℃)采用 304 或 316L 不銹鋼材質(zhì),管徑根據(jù)流量計(jì)算(如氣化量 1000Nm3/h 時(shí),管道管徑≥DN80),設(shè)計(jì)壓力≥1.6MPa(高于系統(tǒng)工作壓力 20% 以上)。
規(guī)范符合性審核:
審核設(shè)計(jì)方案是否符合 GB/T 20368、GB 50028 等標(biāo)準(zhǔn),重點(diǎn)關(guān)注 “低溫管道絕熱方案、安全泄放系統(tǒng)設(shè)計(jì)、消防系統(tǒng)配置”;
對特殊場景(如 LNG 加氣站、工業(yè)窯爐供氣),需額外審核 “車輛通行路線、設(shè)備防爆等級(jí)”(如加氣站區(qū)域電氣設(shè)備需達(dá)到 Ex d IIB T4 Ga 級(jí)防爆)。
3. 材料與設(shè)備驗(yàn)收:把控質(zhì)量入口
核心材料驗(yàn)收:
低溫管道:檢查材質(zhì)證明書(確保為 304/316L 不銹鋼,含鎳量≥8%),外觀無劃痕、銹蝕,壁厚偏差≤10%(用超聲波測厚儀檢測);
絕熱材料:低溫管道絕熱采用 “聚氨酯泡沫 + 真空層” 或 “珠光砂 + 鋁箔反射層”,導(dǎo)熱系數(shù)≤0.02W/(m?K)(-162℃工況下),絕熱層厚度≥50mm;
閥門與管件:低溫閥門(如截止閥、止回閥)需具備 “-196℃低溫工況認(rèn)證”,密封材質(zhì)為 PTFE 或金屬密封(確保低溫下密封性),管件焊接接頭需做 100% 射線檢測(RT)。
設(shè)備驗(yàn)收:
儲(chǔ)罐:檢查儲(chǔ)罐出廠合格證、真空度檢測報(bào)告,現(xiàn)場用氦質(zhì)譜檢漏儀檢測儲(chǔ)罐焊縫密封性(漏率≤1×10??Pa?m3/s);
氣化器:空溫式氣化器需檢查換熱管數(shù)量、翅片完整性(無變形、破損),電加熱氣化器需檢查加熱元件絕緣性能(絕緣電阻≥100MΩ)。
二、核心系統(tǒng)安裝:技術(shù)要點(diǎn)與安全管控
LNG 安裝的核心是 “儲(chǔ)罐、低溫管道、氣化調(diào)壓系統(tǒng)”,需重點(diǎn)控制 “低溫密封、焊接質(zhì)量、絕熱性能”,避免低溫泄漏或設(shè)備損壞。
1. 儲(chǔ)罐安裝:低溫存儲(chǔ)的核心保障
基礎(chǔ)施工:
儲(chǔ)罐基礎(chǔ)采用 “鋼筋混凝土承臺(tái)”,表面平整度偏差≤5mm/m,基礎(chǔ)預(yù)埋地腳螺栓(材質(zhì)為 304 不銹鋼),螺栓間距偏差≤2mm;
基礎(chǔ)表面鋪設(shè) “防腐層 + 絕熱層”(如聚氨酯絕熱板,厚度 50mm),防止低溫傳導(dǎo)導(dǎo)致土壤凍脹(土壤凍結(jié)會(huì)破壞基礎(chǔ)結(jié)構(gòu))。
儲(chǔ)罐就位與固定:
采用液壓吊車吊裝儲(chǔ)罐(吊裝點(diǎn)需為儲(chǔ)罐專用吊耳,嚴(yán)禁直接吊拉罐體),就位后調(diào)整水平度(用水平儀檢測,偏差≤1‰);
緊固地腳螺栓(分三次對稱擰緊,扭矩值按設(shè)備說明書要求,如 M24 螺栓扭矩≥300N?m),螺栓與螺母之間涂抹低溫潤滑脂(防止低溫下卡死)。
附件安裝:
安全閥:儲(chǔ)罐頂部安裝彈簧式安全閥(起跳壓力 = 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力的 1.05-1.1 倍),安全閥出口接放空管(放空管高度≥10m,遠(yuǎn)離人員通道);
液位計(jì)與壓力表:安裝磁翻板液位計(jì)(帶遠(yuǎn)傳信號(hào))和壓力變送器,液位計(jì)測量范圍覆蓋儲(chǔ)罐全容積(誤差≤±1%),壓力表精度等級(jí)≥1.6 級(jí)。
2. 低溫管道安裝:控制泄漏與絕熱
管道預(yù)制與焊接:
預(yù)制要求:低溫管道預(yù)制在潔凈車間進(jìn)行(避免灰塵、油污污染),切割采用等離子切割(切口平整,無毛刺),預(yù)制段長度誤差≤5mm;
焊接工藝:采用氬弧焊(GTAW),焊絲選用 ER308L 或 ER316L(與管道材質(zhì)匹配),焊接時(shí)管道內(nèi)充氬保護(hù)(氬氣純度≥99.99%),防止焊縫氧化;
質(zhì)量檢測:所有焊接接頭做 100% 射線檢測(RT)和 100% 滲透檢測(PT),RT 檢測等級(jí)需達(dá)到 Ⅱ 級(jí)以上,PT 檢測無裂紋、氣孔等缺陷。
管道安裝與固定:
冷縮補(bǔ)償:低溫管道因溫度變化會(huì)產(chǎn)生冷縮(-162℃時(shí)不銹鋼管道收縮率約 0.3%),需設(shè)置 “波紋補(bǔ)償器” 或 “自然補(bǔ)償彎管”,補(bǔ)償量需滿足計(jì)算要求(如 10m 長管道需補(bǔ)償量≥30mm);
支吊架:采用低溫專用支吊架(材質(zhì)為 304 不銹鋼),支吊架與管道之間墊聚四氟乙烯墊片(避免金屬直接接觸導(dǎo)致冷橋效應(yīng)),吊架間距≤3m(水平管道)、≤4m(垂直管道);
絕熱施工:管道絕熱分兩層施工,內(nèi)層為聚氨酯泡沫(厚度 50-80mm),外層為鋁箔反射層(防止輻射散熱),絕熱層接縫處用密封膠密封(確保無間隙,避免結(jié)露)。
泄漏檢測:
氣壓試驗(yàn):管道安裝完成后,進(jìn)行氣壓試驗(yàn)(試驗(yàn)壓力 = 設(shè)計(jì)壓力的 1.15 倍),保壓 24 小時(shí),壓力降≤0.5% 為合格;
氦檢漏:對閥門、法蘭、焊接接頭等關(guān)鍵部位,用氦質(zhì)譜檢漏儀檢測(漏率≤1×10??Pa?m3/s),確保低溫下無泄漏(泄漏會(huì)導(dǎo)致管道結(jié)霜、結(jié)冰,甚至引發(fā)安全事故)。
3. 氣化與調(diào)壓系統(tǒng)安裝:穩(wěn)定供氣保障
氣化器安裝:
空溫式氣化器:安裝在通風(fēng)良好的區(qū)域(避免陽光直射或強(qiáng)風(fēng)直吹),多臺(tái)氣化器并聯(lián)時(shí)間距≥1.0m,氣化器進(jìn)出口管道設(shè)置截止閥,方便檢修;
電加熱氣化器:安裝在防爆房間內(nèi)(房間通風(fēng)次數(shù)≥12 次 /h),加熱元件與管道絕緣良好,電源線穿鍍鋅鋼管保護(hù)(鋼管接地),避免電氣火花引燃泄漏的天然氣。
調(diào)壓計(jì)量裝置安裝:
調(diào)壓閥:選用自力式或電動(dòng)調(diào)壓閥(調(diào)節(jié)精度≤±5%),進(jìn)口壓力需高于出口壓力 0.2MPa 以上,調(diào)壓閥前后安裝壓力表和過濾器(過濾精度≤5μm);
流量計(jì):采用渦輪流量計(jì)或超聲波流量計(jì)(測量精度≥1.0 級(jí)),安裝在水平管道上,前后直管段長度滿足要求(前≥10D,后≥5D,D 為管道管徑);
安全保護(hù):調(diào)壓系統(tǒng)設(shè)置 “超壓切斷閥”(切斷壓力 = 出口壓力的 1.2 倍)和 “安全閥”,確保下游壓力穩(wěn)定,避免超壓損壞設(shè)備。
三、安全系統(tǒng)安裝:構(gòu)建多重防護(hù)屏障
LNG 安裝需設(shè)置 “泄漏檢測、消防、防雷防靜電、緊急切斷” 四大安全系統(tǒng),確保事故發(fā)生時(shí)能快速響應(yīng),減少損失。
1. 泄漏檢測系統(tǒng):提前預(yù)警
探測器安裝:
檢測區(qū)域:在儲(chǔ)罐區(qū)、氣化區(qū)、閥門井等易泄漏部位,安裝天然氣泄漏探測器(檢測原理為催化燃燒式或紅外式),探測器距地面高度 30-60cm(天然氣比空氣輕,泄漏后向上擴(kuò)散);
布置密度:儲(chǔ)罐區(qū)每 100㎡安裝 1 臺(tái)探測器,氣化區(qū)每 50㎡安裝 1 臺(tái),探測器信號(hào)需接入 PLC 控制系統(tǒng),報(bào)警濃度設(shè)定為 “低報(bào) 10% LEL(爆炸下限)、高報(bào) 20% LEL”。
聯(lián)動(dòng)功能:
低報(bào)聯(lián)動(dòng):泄漏濃度達(dá)到 10% LEL 時(shí),PLC 系統(tǒng)啟動(dòng)聲光報(bào)警,開啟軸流風(fēng)機(jī)(通風(fēng)次數(shù)≥12 次 /h),排除泄漏氣體;
高報(bào)聯(lián)動(dòng):濃度達(dá)到 20% LEL 時(shí),自動(dòng)關(guān)閉儲(chǔ)罐出口緊急切斷閥、氣化器進(jìn)口閥,同時(shí)啟動(dòng)消防系統(tǒng)(如噴淋降溫)。
2. 消防系統(tǒng):應(yīng)對火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)
儲(chǔ)罐區(qū)消防:
噴淋系統(tǒng):儲(chǔ)罐周圍安裝環(huán)形噴淋管(噴頭間距≤3m),噴頭為開式噴頭(工作壓力≥0.3MPa),噴淋水量≥0.15L/(m2?s),確保火災(zāi)時(shí)能冷卻儲(chǔ)罐壁(防止儲(chǔ)罐超壓爆炸);
滅火器配置:儲(chǔ)罐區(qū)每 50㎡配置 2 具 4kg 干粉滅火器(或 CO?滅火器),滅火器放置在明顯且易取用的位置(距地面高度 0.8-1.5m)。
氣化區(qū)消防:
氣體滅火系統(tǒng):若氣化區(qū)為封閉空間(如設(shè)備房),安裝七氟丙烷氣體滅火系統(tǒng)(設(shè)計(jì)濃度 8-10%),火災(zāi)時(shí) 30s 內(nèi)噴放完畢,滅火后通風(fēng)換氣≥20 分鐘方可進(jìn)入;
消防栓:在氣化區(qū)附近設(shè)置室外消防栓(壓力≥0.15MPa),消防栓距設(shè)備距離≥5m、≤15m,確保消防水槍能覆蓋整個(gè)氣化區(qū)。
3. 防雷防靜電系統(tǒng):避免引火源
防雷接地:
儲(chǔ)罐防雷:儲(chǔ)罐頂部安裝避雷針(保護(hù)角≤45°),避雷針與儲(chǔ)罐之間用扁鋼連接(扁鋼截面積≥48mm2),接地電阻≤10Ω;
管道防雷:低溫管道每隔 30m 設(shè)置 1 個(gè)防雷接地極(材質(zhì)為鍍鋅鋼管,長度≥2.5m),接地電阻≤10Ω,管道法蘭、閥門處用銅編織帶跨接(跨接電阻≤0.03Ω)。
防靜電接地:
設(shè)備防靜電:所有設(shè)備(儲(chǔ)罐、氣化器、調(diào)壓閥)外殼均需接地(接地電阻≤100Ω),人員進(jìn)入儲(chǔ)罐區(qū)需觸摸防靜電球(釋放人體靜電);
裝卸防靜電:若涉及 LNG 槽車裝卸,裝卸臂處需安裝靜電接地夾(接地電阻≤10Ω),且設(shè)置 “靜電接地報(bào)警裝置”(接地不良時(shí)無法啟動(dòng)裝卸泵)。
4. 緊急切斷系統(tǒng):快速隔離風(fēng)險(xiǎn)
切斷閥安裝:
儲(chǔ)罐出口:安裝氣動(dòng)或電動(dòng)緊急切斷閥(關(guān)閉時(shí)間≤10s),閥門關(guān)閉信號(hào)可由泄漏探測器、壓力變送器觸發(fā),也可手動(dòng)操作(現(xiàn)場和控制室雙控制);
管道關(guān)鍵節(jié)點(diǎn):在氣化器進(jìn)口、調(diào)壓系統(tǒng)出口、用戶端進(jìn)口分別安裝緊急切斷閥,形成 “多級(jí)切斷”,確保某一區(qū)域故障時(shí)能隔離風(fēng)險(xiǎn)。
備用電源:
緊急切斷系統(tǒng)需配備 UPS 備用電源(連續(xù)供電時(shí)間≥1 小時(shí)),確保主電源中斷時(shí)仍能正常工作,避免因斷電導(dǎo)致閥門無法關(guān)閉。
四、驗(yàn)收與試運(yùn)行:確保系統(tǒng)合規(guī)達(dá)標(biāo)
LNG 安裝完成后需通過 “分步驗(yàn)收、系統(tǒng)調(diào)試、試運(yùn)行”,確認(rèn)所有設(shè)備與系統(tǒng)符合要求,方可正式投入使用。
1. 分步驗(yàn)收:逐一核查質(zhì)量
分項(xiàng)驗(yàn)收:
結(jié)構(gòu)驗(yàn)收:檢查儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降(沉降量≤10mm)、防火堤砌筑質(zhì)量(無裂縫、滲漏)、通道寬度(符合設(shè)計(jì)要求);
設(shè)備驗(yàn)收:復(fù)查儲(chǔ)罐真空度、閥門密封性、氣化器換熱效率(空溫式氣化器在環(huán)境溫度 5℃時(shí),氣化量需達(dá)到設(shè)計(jì)值的 90% 以上);
安全系統(tǒng)驗(yàn)收:測試泄漏探測器報(bào)警準(zhǔn)確性、緊急切斷閥聯(lián)動(dòng)可靠性、消防系統(tǒng)噴淋效果,確保所有安全功能正常。
資料驗(yàn)收:
收集所有材料與設(shè)備的出廠合格證、檢測報(bào)告(如管道焊接 RT 報(bào)告、儲(chǔ)罐真空度報(bào)告);
整理安裝記錄(如管道預(yù)制記錄、接地電阻測試記錄、氣壓試驗(yàn)記錄),形成完整的工程檔案,報(bào)當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備監(jiān)管部門備案。
2. 系統(tǒng)調(diào)試:優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)
冷態(tài)調(diào)試:
預(yù)冷管道:向低溫管道內(nèi)緩慢通入少量 LNG(流速≤1m/s),使管道溫度逐步降至 - 162℃(避免溫度驟降導(dǎo)致管道開裂),預(yù)冷過程中監(jiān)測管道應(yīng)力與補(bǔ)償器位移(位移量需在設(shè)計(jì)范圍內(nèi));
調(diào)整壓力:啟動(dòng)調(diào)壓閥,將出口壓力調(diào)整至用戶需求壓力(如工業(yè)用戶常用 0.4-0.6MPa),監(jiān)測壓力穩(wěn)定性(波動(dòng)范圍≤±5%)。
熱態(tài)調(diào)試:
氣化量測試:開啟氣化器,逐步增加氣化量至設(shè)計(jì)值(如 1000Nm3/h),監(jiān)測氣化器出口溫度(≥5℃,避免低溫氣體進(jìn)入下游管道);
流量調(diào)節(jié):通過流量計(jì)觀察實(shí)際流量,調(diào)整調(diào)壓閥開度,確保流量滿足用戶用氣量需求(如高峰用氣時(shí)流量無明顯下降)。
3. 試運(yùn)行:驗(yàn)證長期穩(wěn)定性
試運(yùn)行周期:
連續(xù)試運(yùn)行時(shí)間≥72 小時(shí),試運(yùn)行期間記錄 “儲(chǔ)罐壓力、氣化器出口溫度、調(diào)壓后壓力、泄漏探測器狀態(tài)” 等參數(shù),每小時(shí)記錄 1 次;
模擬故障測試:試運(yùn)行期間人為觸發(fā) “泄漏高報(bào)”“超壓” 等故障,驗(yàn)證緊急切斷閥、消防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)響應(yīng)是否準(zhǔn)確(如切斷閥關(guān)閉時(shí)間≤10s,噴淋系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間≤30s)。
驗(yàn)收合格標(biāo)準(zhǔn):
試運(yùn)行期間無泄漏、無設(shè)備故障,所有參數(shù)(壓力、溫度、流量)均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi);
安全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)準(zhǔn)確,消防、防雷防靜電系統(tǒng)符合規(guī)范要求;
當(dāng)?shù)靥胤N設(shè)備監(jiān)管部門現(xiàn)場驗(yàn)收合格,出具《LNG 系統(tǒng)安裝驗(yàn)收合格意見書》。
五、安裝常見問題與規(guī)避措施
管道焊接泄漏:
問題原因:焊接時(shí)氬氣保護(hù)不足,導(dǎo)致焊縫氧化;焊絲與管道材質(zhì)不匹配;
規(guī)避措施:焊接前檢查氬氣純度,確保管道內(nèi)充氬保護(hù),焊絲需與管道材質(zhì)一致(如 304 管道用 ER308L 焊絲),焊接后 100% RT 檢測。
儲(chǔ)罐基礎(chǔ)沉降:
問題原因:地質(zhì)勘察不準(zhǔn)確,基礎(chǔ)承載力不足;基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度不夠;
規(guī)避措施:安裝前做詳細(xì)地質(zhì)勘察,基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C30,基礎(chǔ)完工后養(yǎng)護(hù)≥28 天,驗(yàn)收時(shí)檢測沉降量(≤10mm)。
緊急切斷閥聯(lián)動(dòng)失效:
問題原因:PLC 程序設(shè)置錯(cuò)誤;切斷閥電源故障;
規(guī)避措施:調(diào)試時(shí)逐一測試聯(lián)動(dòng)邏輯,確保程序正確;為切斷閥配備 UPS 備用電源,定期檢查電源電壓(≥220V±10%)。
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