王曉寧 申云青

中海油石化工程有限公司 山東濟(jì)南 250101

某LNG 接收站二期工程工藝管道材質(zhì)以304/ 304L不銹鋼材質(zhì)為主，總長度約為13000m，尺寸規(guī)格在0.5" ～42" 之 間，LNG 管 道 操 作 溫 度 均 在- 130 ～- 160℃之間，最高操作壓力達(dá)到7.4MPa，設(shè)計(jì)壓力11.6MPa；接收站工藝管道區(qū)域主要包含5# 管廊、工藝區(qū)管廊、高壓泵區(qū)、IFV 區(qū)、計(jì)量撬區(qū)，尤其是與工藝區(qū)管廊相連的IFV 區(qū)和高壓泵區(qū)的管道，管段多、高差大、閥門多，且同時與高壓泵及氣化器等設(shè)備相連難以斷開，這些都大大增加了干燥的施工難度。

LNG 管道內(nèi)有水會導(dǎo)致管道內(nèi)壁和附屬設(shè)備的腐蝕，降低天然氣的質(zhì)量，而且在一定壓力、溫度作用下還會形成水合物[1]，嚴(yán)重影響天然氣管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行。若干燥不徹底，在試運(yùn)行階段經(jīng)常出現(xiàn)冰堵或閥門卡澀現(xiàn)象。在運(yùn)行過程中處理冰堵或閥門卡澀等問題，不僅耗費(fèi)人力、物力、財(cái)力，處理過程煩瑣，具有危險(xiǎn)性。

為保證后期工藝管道運(yùn)行過程中不出現(xiàn)或者極少出現(xiàn)上述冰堵或閥門卡澀等問題，需要采取一系列措施。

1 影響因素分析

某LNG 二期工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件要求天然氣管道露點(diǎn)低于- 40℃。目前國內(nèi)外常用的干燥方法有干空氣干燥法、真空干燥法以及氮?dú)飧稍锓ǖ萚2]。考慮完全用干燥氮?dú)飧稍锉容^適用于小管徑、距離短的管道，對于長距離或者閥門較多管道效果不佳，同時站場管道干燥氮?dú)獾挠昧看?，制取氮?dú)獾慕?jīng)濟(jì)性及效率等因素。某LNG 接收站二期項(xiàng)目在預(yù)試車階段采用的是干空氣與低露點(diǎn)氮?dú)庀嘟Y(jié)合的干燥置換方式，不僅可以節(jié)約成本，而且能加快干燥速度，后期完全采用氮?dú)獯祾叨杌?/p>

干燥設(shè)備由施工單位向設(shè)備租賃公司租賃，租賃干燥設(shè)備參數(shù)見表1。

表1 干燥設(shè)備參數(shù)表

為保證本項(xiàng)目LNG 工藝管道的干燥質(zhì)量，避免出現(xiàn)由干燥不徹底導(dǎo)致后期運(yùn)行過程中的冰堵及閥門卡澀等問題，通過調(diào)查過去工程實(shí)例及查閱相關(guān)資料，分析設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范，找出影響LNG 工藝管道干燥質(zhì)量的主要因素。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)影響LNG 工藝管道干燥質(zhì)量的主要因素有：

（1）干空氣的初始露點(diǎn)。即從干燥設(shè)備出口或者進(jìn)入工藝管道的進(jìn)口處干空氣露點(diǎn)。理論而言，空氣越干，干燥時間就會越短，但是當(dāng)露點(diǎn)的溫度低于- 50℃時，提高干燥的效率幅度是降低的，且制取成本提高。一般采用- 50～- 40℃干空氣。

（2）管道所處環(huán)境溫度。管道所處環(huán)境溫度越高，水分蒸發(fā)的越快；干空氣的吸附水能力越強(qiáng)，干燥效果越佳[3]。

（3）管道內(nèi)的殘留水分的位置及殘留量。分布越均勻，殘留的水量越少，干燥時間就越短。根據(jù)以往實(shí)例，像閥門位置尤其是球閥的閥芯與閥腔內(nèi)水分是最難清除的，也是在試運(yùn)行中容易造成閥門卡澀的關(guān)鍵點(diǎn)。

（4）干空氣的流速。理論上流速越大，干燥時間越短，但是流速控制在5～10m/ s 時，干燥效果最佳，再增加流速會大幅提高成本，且效果并不會太明顯。

（5）干燥測量儀器。由于管道干燥過程中需要進(jìn)行測量的位置點(diǎn)多且量大，露點(diǎn)儀要在校驗(yàn)有效期內(nèi)，并且至少準(zhǔn)備兩臺，在測量過程中還要經(jīng)常進(jìn)行露點(diǎn)儀的對比測量，如出現(xiàn)對同一點(diǎn)的測量值相差較大的情況，就需要對露點(diǎn)儀重新進(jìn)行校驗(yàn)或者更換。

（6）施工人員對干燥流程的熟悉度。施工人員不熟悉工藝流程，責(zé)任心不強(qiáng)，質(zhì)量意識薄弱，施工管理人員對施工工人技術(shù)交底不清等。

2 措施制定

結(jié)合現(xiàn)場具體情況，為克服影響某LNG 接收站工藝管道干燥施工質(zhì)量的各種因素，保證施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個方面采取控制措施：

2.1 人

對施工人員進(jìn)行教育培訓(xùn)，實(shí)行質(zhì)量優(yōu)劣與經(jīng)濟(jì)效益掛鉤的管理制度，同時嚴(yán)格按照ITP 對各工序進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，打消施工人員的僥幸心理。合理規(guī)劃施工人員作業(yè)時間，不拖班，不延誤；管理人員加強(qiáng)作業(yè)期間的監(jiān)督管理和檢查，對不能勝任者及時更換。

2.2 機(jī)

檢查設(shè)備進(jìn)場報(bào)驗(yàn)資料，檢查設(shè)備實(shí)體質(zhì)量，要求施工單位增加一臺露點(diǎn)儀，或者向生產(chǎn)單位借用加強(qiáng)設(shè)備巡檢，定期對設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)，發(fā)生故障及時安排處理。

2.3 料

施工人員每天定時檢查設(shè)備出口的露點(diǎn)，管理人員每天加強(qiáng)對初始露點(diǎn)巡檢及抽測檢查次數(shù)。對干燥流程進(jìn)行圖紙化標(biāo)注，由設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場進(jìn)行干燥流程的指導(dǎo)，針對流程問題現(xiàn)場解決。

2.4 法

在干燥過程中使球閥閥腔處排污口打開，閥門半開狀態(tài)下將水排凈，且需要反復(fù)進(jìn)行操作直至露點(diǎn)合格。

2.5 環(huán)

實(shí)時觀測天氣情況及天氣預(yù)報(bào)，針對惡劣天氣暫停施工，一般天氣加強(qiáng)露點(diǎn)檢測和提高初始露點(diǎn)。

3 組織實(shí)施

（1）提高全員質(zhì)量意識教育和技術(shù)素質(zhì)，質(zhì)量保證體系正常運(yùn)轉(zhuǎn)，LNG 管道干燥施工難度大、要求高，提高施工人員質(zhì)量意識，嚴(yán)格選擇經(jīng)驗(yàn)豐富、技術(shù)水平較高的施工班組，認(rèn)真執(zhí)行質(zhì)量三檢一評制度，對不合格的施工部分一律不準(zhǔn)驗(yàn)收；落實(shí)好質(zhì)量懲罰制度，完善獎罰措施，與經(jīng)濟(jì)利益掛鉤，加強(qiáng)一線施工作業(yè)人員管理。

（2）建立管理人員的崗位職責(zé)，特別是技術(shù)員和質(zhì)檢員。施工前，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人指導(dǎo)施工員編寫作業(yè)指導(dǎo)書，向作業(yè)班組進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，并落實(shí)到每個人；質(zhì)檢員在施工過程中組織施工單位質(zhì)量人員進(jìn)行工程質(zhì)量抽檢、聯(lián)檢、巡檢，參與不合格工序的控制、分析和處理，并檢查落實(shí)糾正和預(yù)防措施及整改情況，對工程技術(shù)質(zhì)量資料進(jìn)行監(jiān)管、檢查和收集整理，做到工程技術(shù)質(zhì)量資料與工程施工工序同步，及時處理現(xiàn)場出現(xiàn)的質(zhì)量問題。

（3）工藝管道開始干燥前將發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、干燥器、制氮機(jī)及露點(diǎn)儀以及相關(guān)的施工機(jī)具準(zhǔn)備到位，由施工管理人員和安全管理人員共同對這些機(jī)具提前一天進(jìn)行準(zhǔn)備和驗(yàn)收，包括發(fā)電機(jī)所用燃料柴油等，以保證施工作業(yè)的連續(xù)性和施工質(zhì)量。

（4）管道干燥的前置工作是管道吹掃，必須在組織各方進(jìn)行管道吹掃驗(yàn)收合格后才可進(jìn)入干燥工序。LNG 管道干燥施工是分區(qū)域和分系統(tǒng)進(jìn)行的，本項(xiàng)目根據(jù)現(xiàn)場施工進(jìn)度，先進(jìn)行儲罐區(qū)的工藝管線的干燥，再進(jìn)行接收站站內(nèi)的管線干燥。

（5）提前關(guān)注天氣情況，盡量避免在惡劣天氣尤其是濕度較大的大雨天施工，對于一般天氣情況，做好發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、干燥器、制氮機(jī)及露點(diǎn)儀的防水措施，如搭設(shè)防雨布或者臨時搭設(shè)防雨罩等。在一般陰雨天氣下干燥，干燥設(shè)備的初始露點(diǎn)盡量比平時降低5℃左右，并且建議不在陰雨天進(jìn)行干燥驗(yàn)收。

（6）以主管廊干管為干燥起點(diǎn)，先干燥管廊上的主管，再干燥各支線，最后干燥設(shè)備。以本工程工藝區(qū)主管廊上的低壓外輸管線（即高壓泵進(jìn)口管道：一期起點(diǎn)- 工藝區(qū)管廊- 高壓泵- 高壓泵設(shè)備）為例：

根據(jù)現(xiàn)場施工安排將干燥氣源接入主干管，關(guān)閉到各支線的第一道閥，打開低壓外輸管線主干管中部、末端及第一道閥前的所有導(dǎo)淋，持續(xù)干燥吹掃，干燥過程中定時測量各導(dǎo)淋點(diǎn)的露點(diǎn)，導(dǎo)淋處露點(diǎn)合格一個關(guān)閉一個，待所有導(dǎo)淋處均合格后，靜置24h（關(guān)于靜置時間的要求根據(jù)各項(xiàng)目要求，一般以24h 為節(jié)點(diǎn)）后再進(jìn)行露點(diǎn)測量，不合格的導(dǎo)淋處打開閥門繼續(xù)進(jìn)行干燥，如此反復(fù)，直到所有導(dǎo)淋在靜置24h 后測露點(diǎn)依然合格為止。

主管露點(diǎn)合格后，以主管作為儲氣罐，打開支路上的第一道閥門，開始分支管線的干燥工作。同樣以低壓外輸管線為例，本項(xiàng)目中共計(jì)6 臺高壓泵即6 條支線，結(jié)合氣體的流速和施工進(jìn)度要求決定分支管線的干燥數(shù)量，本項(xiàng)目同時干燥2 條支線，待合格后轉(zhuǎn)到下一條支線，以此類推，待所有支線均合格后，靜置24h，測露點(diǎn)合格后組織各方驗(yàn)收。

關(guān)于支線閥門干燥的注意事項(xiàng)：球閥干燥過程中，打開球閥的排污口，球閥處于半開狀態(tài)，在干燥過程中，還要考慮定時將球閥進(jìn)行重復(fù)開關(guān)動作，直至露點(diǎn)合格；若根據(jù)工藝要求球閥只能全開或者全關(guān)，那就只能在管線持續(xù)干燥過程中對閥門進(jìn)行間斷性重復(fù)開關(guān)動作，以達(dá)到露點(diǎn)要求；對于支線中有止回閥的管線，以順著止回閥的流向（也即與工藝介質(zhì)流向同向）進(jìn)行干燥吹掃。本項(xiàng)目中氣化器區(qū)域由于干燥流程的設(shè)置難以進(jìn)行止回閥的干燥，采用的方法是將止回閥閥芯拆掉，暫時回裝閥蓋，待露點(diǎn)合格后再裝回閥芯。

（7）以高壓泵為例，與高壓泵相連的所有管線露點(diǎn)均合格后，關(guān)閉與高壓泵相連的其它管路，打開其中一路管線進(jìn)氣，從高壓泵底部排液管進(jìn)行排氣（氣源高進(jìn)低出），通過憋壓的方式排出高壓泵最低處的水分。為保證設(shè)備干燥的效率，干燥的前置工作試完壓排水及吹掃時一定要將設(shè)備與管線斷開，避免將水帶入設(shè)備；在對設(shè)備進(jìn)行干燥過程中，高壓泵G、H 和氣化器G 均從底部排液管排出成股的水流，經(jīng)過調(diào)查及分析，因管道試壓后排水時未對設(shè)備口進(jìn)行封堵，導(dǎo)致部分水進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，管道吹掃設(shè)備不參與，在干燥過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備底部排出水。

（8）干燥施工的驗(yàn)收工具為露點(diǎn)儀，因不同廠家的露點(diǎn)儀測量的誤差不同，最大的相差能達(dá)到10℃左右，故本項(xiàng)目采用的是由同一廠家生產(chǎn)的且在校驗(yàn)有效期內(nèi)的露點(diǎn)儀，避免了測量過程中誤差偏大導(dǎo)致各方驗(yàn)收的意見不一致，每次露點(diǎn)儀使用前先抽測幾個點(diǎn)進(jìn)行對比分析。

（9）在進(jìn)行管道系統(tǒng)干燥前，先由設(shè)計(jì)代表到現(xiàn)場進(jìn)行干燥流程的檢查確認(rèn)；干燥過程中對長時間未達(dá)到- 40℃以下的點(diǎn)與現(xiàn)場施工人員共同探討分析，站在設(shè)計(jì)角度提出相關(guān)的處理建議。

4 效果檢查

已完成的罐區(qū)及接收站內(nèi)所有測點(diǎn)的露點(diǎn)均達(dá)到- 40℃以下，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求，為某LNG 接收站工程項(xiàng)目的投產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

分區(qū)域逐系統(tǒng)進(jìn)行管道的干燥施工，針對干燥吹掃過程中遇到的問題及時分析、解決、總結(jié)、應(yīng)用，在下一個工藝系統(tǒng)干燥過程中時刻關(guān)注重點(diǎn)和難點(diǎn)，出現(xiàn)類似問題及時解決。通過本項(xiàng)目逐系統(tǒng)進(jìn)行干燥吹掃，鞏固加強(qiáng)了干燥施工的施工工序和質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)的了解程度，保證了項(xiàng)目預(yù)冷試車投產(chǎn)按進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行。