全容式LNG储罐罐顶仪表隔离阀选型技术研究-论文.pdf

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1、第33卷第3期NFORMAT亿ATlONANDINSTRUMENTCONTROL信息化与仪表控制83全容式LNG储罐罐顶仪表隔离阀选型技术研究李广鑫司红涛杨公升廉立伟李蕾张强强海洋石油工程股份有限公司，天津300451摘要：为解决全容式LNG储罐罐顶仪表隔离阀选型无依据，实际工程设计常保守采用超低温深冷阀f-l的问题，对全容式LNG储罐罐顶仪表隔离阀功能、操作维修工艺和标准中LNG介质对超低温深冷阀门的结构要求进行了研究。在考虑LNG储罐设计参数和LNG储罐罐顶管嘴设计等因数的基础上，将罐顶管嘴结构与超

2、低温深冷阀门结构进行对比，找出LNG储罐罐顶仪表隔离阀选型设计理论依据，得出LNG储罐罐顶仪表隔离阀可选用碳钢阀门或极端工况下选用非低温奥氏体不锈钢阀门，无需采用超低温深冷阀门的结论。天津LNG储罐项目选用非低温奥氏体不锈钢阀门，节省了费用，缩短了采办周期。关键词：LNG储罐；仪表系统；超低温深冷阀门；阀门材料选择DOI：10．3969／i．issn．1006—5539．2015．03．0190前言行审查，该公司推荐选用超低温深冷阀门方案。根据LNG(LiquefiedNaturalGas)接收站中，来

3、自LNG运BS6364—1984《低温阀门》(以下简称BS6364—1984)输船的LNG首先通过卸料臂经LNG总管输送至陆上要求，超低温深冷阀门需要做低温测试，测试温度LNG储罐进行存储。LNG温度为一162cIC，体积约为同一196℃，测试介质为液氮及氦气。超低温深冷阀门量气态天然气体积的1／600，极易蒸发。在LNG储罐进需进口采办，测试成本高，制造周期长，因此有必要对罐料输送过程中，由于温度变化，储罐内LNG蒸发量急剧上顶仪表隔离阀选型进行优化。以全容式LNG储罐罐顶升，危险I生大。为防止LNG

4、储罐进料时液位超标、蒸仪表隔离阀为研究对象，分析储罐罐顶仪表隔离阀功能发过快、储罐压力超高，需同时对LNG储罐液位、压力、温原理，结合LNG储罐设计参数、LNG储罐罐顶管嘴设计、度进行监控，必要时进行紧急关断，避免意外发生。仪表罐内护管设计、超低温深冷阀门的标准要求及罐顶全容式LNG储罐液位、压力、温度等参数一的监仪表操作维修工艺，对LNG储罐罐顶仪表隔离阀选型进控仪表，因需通过储罐罐顶阀门进行连接安装及隔断维行深入分析研究，找出罐顶仪表隔离阀选型的理论依护，故称为罐顶仪表隔离阀。据。据此，天津LNG储

5、罐项目未采用日本IHI公司的推全容式LNG储罐工艺多由国外公司设计，但从未给荐方案，而选用非低温奥氏体不锈钢阀门，运行良好。出罐顶仪表隔离阀具体设计参数(材质、温度、压力等)，只根据工程经验来进行罐顶仪表隔离阀选型，无明确理1储罐仪表及控制系统分析论依据。实际工程设计中常选用超低温深冷阀门(非加1．1储罐仪表及控制系统功能、要求长阀杆)或超低温深冷阀门(加长阀杆)，选型较保守。LNG储罐运行期间危险性最大的事故是翻滚，翻滚天津LNG储罐项目，由日本IHI公司作为第三方进会导致储罐内瞬间产生大量蒸发气，使

6、储罐出现超压现收稿日期：2014—12—16作者简介：李广鑫(1983一)，男，辽宁盖州市人，工程师，硕士，主要从事油气田总图与管道设计工作。第33卷第3期NFORMATIZATlONANDlNSTRUMENTCONTROL信息化与1义表控制851．2．2阀门滴盘1．2．4分析为保证低温阀门的操作温度，工程设计中要求低温对加长阀阀盖结构分析：仪表护管设计中，管内的阀门设置滴盘，滴盘增加换热面积，保证阀门通过低温绝缘气柱(不流动的天然气)长度为4In以上(外罐护管管介质时，阀杆填料处在环境温度，典型低温阀

7、门见图4。道长度均值3133以上)，远大于6球阀加长阀盖的长度，加滴盘设计在各低温阀门制造厂已是成熟产品，不同厂家长阀盖的长度为0．4251TI(表2)，已超出MSSSP一134—的滴盘设计大小及位置略有不同。2006对低温阀门加长阀盖长度的规定，满足使用要求。：非==对滴盘结构分析：护管四周焊接不锈钢加强筋，换热面积大于滴盘，能够代替滴盘的热交换作用，防止填料区域和操作装置冻结。因此，仪表护管管嘴设计，完全能替代或超越低温阀门标准对阀门结构的要求。无需对阀门进行加长阀阀盖及增加滴盘设计。管嘴的设计温度

8、和设计压力分析：1)以图1为例，对于K3＼K4＼K1A＼K1B管嘴，其护管穿过罐内吊顶，储罐外罐设计温度最低为一15．4clC，设计压力为29kPa。图4典型低温阀门2)阀门直接与仪表相连，完全暴露在空气中，管道内为1．2．3管嘴及罐内护管的结构设计不流通气体介质。标准状态下甲烷热导率为0．03024No]，以伺服液位计为例，伺服液位计护管上端连接到操作热阻较大，不流通的甲烷气体起到绝热隔离作用，储罐平台上仪表管嘴法兰，下端延伸到储罐底部，