对LNG导压管设计安装的研究

龙伟

摘要：本文围绕LNG工程中对压力的测量，将对低温液体压力进行测量的具体原理提出来，并针对不同场合对导压管具体的设计安装提出要求，最后对其投产维护作了简单探讨。

关键词：LNG；导压管；设计安装

对于LNG工程来说，其在很多地方都需要对压力进行测量。比如对储罐压力以及管线压力还有流量和储罐液位。但是因为工程特殊性，压力测量问题的解决是一个难点问题。对其压力进行测量，最关键的是对导压管进行设计和安装。就目前情况来说，LNG工程在我国没有太长的发展时间，一般都是参考国外的设计方案，但是经常因为没有正确理解，导致设计安装中出现各种问题。

1.设计安装

1.1引压阀的角度

过程管道内的残液，尾气或沉淀物等流入导壓管内是产生压力测量误差或堵塞的主要原因，要消除这些影响，引压阀的方向常规做法如下：

过程流体是气体时，引压方向为垂直向上或垂直方向上方45度之内。

过程流体是液体时，引压方向为水平方向或水平方向的下方45度之内。

过程流体是蒸气时，引压方向为水平方向或水平方向的上方45度之内。

但如果测量LNG的压力，就不能按照上面的方法来设置。因为LNG的压力测量是通过气化(使液体变成气体)来测量，这就需要稍作变通，引压方向应为水平方向的上方5°～ 10°之内。这是为了能把LNG气化后的气体封住在导压管里，又尽量避免导压管里的液柱变化太大，影响测量准确性。

1.2引压阀与变送器的相对位置

如果残液或残气滞留在引压管内，则需定期打开排液阀(或排气阀)清除，由于该项工作会暂时给压力表测量带来影响，因此最好在配管时就做到，能使残液或残气能自动回流到过程设备或管道中。常规做法如下：

过程流体是气体，原则上变送器的位置高于引压阀。

过程流体是液体，原则上变送器的位置低于引压阀。

测量LNG压力其实是测量气化后的气体压力，变送器的位置应高于引压阀。这样避免液相流向压力变送器，保证压力变送器不要损坏。

1.3导压管的走向

测量LNG压力，导压管从取压口开始，应先水平走600mm以上，要有1:20坡度，然后再往上走一小段，往上走的距离尽量短。液态的天然气从取压口出来，吸收空气的热量，开始气化，为了保证测量的准确，就必须使LNG在水平管段保持气液两相，液相不能上升到垂直管段，也不能退回到取压口，否则由于液柱的存在，造成测量结果的偏移。水平管段的长度保证让液态的LNG充分气化，使其温度升高到压力变送器可以承受的温度范用之内。为了让LNG不能流向仪表端，水平管段要稍有一点坡度。但导压管的倾斜角度要求比较严，不能太大，也不能太小。如果坡度太大，就会使液柱高度范围变大，形成测量误差。如果坡度太小，气泡就容易向主管线里冒，就会造成热交换加剧，产生大量的蒸发气，而且测量值波动较大。根据工程经验，坡度为1:50～1:100 之间比较合适。

1.4测量LNG储罐的压力

低温的LNG储罐需要测量罐内的压力与大气压力的差压，这个压力非常小。用差压变送器测量微压时，低压侧的导压管接口应联通大气压，如果变送器的周围有风，基准压力有变化，测量压力时会产生误差。此时请把变送器置于箱内，或在低压侧配上导压管，并将导压管一端插进带有底板的筒状防风盒内。

1.5保冷材料的安装

导压管从取压口开始，水平管段的前半段，需要做保冷，保冷长度约为300mm。发泡橡胶不透水，但要避免紫外线照射，因此不用做防潮层，只需做外护层。

1.6导压管固定

导压管较长时，应固定在支架上，以防止振动。

1.7导压管的配管示例

（1）压力变送器应低于取压口。在LNG加注站用差压方式测量储罐的液位是发现这种情况。这样低温液体将直接进入仪表，在环境温度下立即气化，形成气体，进入设备里。如此反复循环，一方面形成对流，不断冒泡，致使仪表指示波动，测量不准确，出现假液位等，同时大量产生bog，另一方面仪表直接接触低温液体，容易发生脆裂，有泄漏的危险。

（2）没有安装泄压阀。这样维修仪表就较麻烦。

（3）导压管过短，低温介质来不及气化。乙烯装置低温介质（主要指冷区、丙烯分馏塔和乙烯分馏塔以及各自的回流罐等）。常规装置液位测量中，设备中的介质状态和测量管路中的介质状态是相同的，并且液位变送器的膜盒必须等于或低于设备下取压口。导压管从取压口引出必须水平或向下，不能出现假液位。可是乙烯装置低温介质的液位测量有自己的特殊性。

低温介质的液位测量如果按照常规液位测量设计和施工，但是在开车的过程中仪表就会出现液位测量不准确（主要现象：仪表刚投上开始，较为准确，随着时间的增长8分钟、10分钟，液位指示值就与实际值相差20%-40%），最后经设计院和用户专家研究，找出原因，就是仪表导压管和变送器的安装错误造成的。分析原因如下：

第一，介质进入导压管后，由于外界温度影响，介质温度升高，开始汽化，但是汽化不充分，形成气液两相。

第二，由于导压管向下，使得液体不能够倒流入设备，导致导压管内气液相界面不稳定。

最后液位变送器的仪表导压管全部进行修改，从一次阀后先向上倾斜，倾斜距离能够满足冷态介质能充分汽化，保证没有汽化的液相能够倒流入设备。修改后投用一次成功。

2.投产维护

考虑到LNG具有低温特性，若是在导压管中存在水分，就会使导压管出现冰堵现象。所以当仪表导压管在试压工作完成之后，还要做好干燥处理，使用氮气或者是仪表风对其进行吹扫，确保其干净。

如果试压合格，没有漏，并不代表在投产之后不会出现泄露的现象，在投产之后，低温介质流入，仪表管阀件就会出现温度降低的现象，这时材料发生收缩现象，法兰以及卡套接头的地方就会出现松动现象，最终导致泄露现象的发生。冷紧是很重要的，在试车时，要由专人对仪表做好巡检冷紧。

冷系统中的仪表在安装时，使用的螺栓与垫片是严格按照相关温度等级进行选定的，在具体的使用过程中，要按施工图进行对号入座，避免出现代用现象。

3.结语

要想在LNG工程中，做好压力测量工作，就要对工程特性以及压力测量的具体原理进行理解，这样才能将工作中的各种问题及时解决。

4.参考文献

[1] 《自控安装图册》 HG/T 21581-2010

[2] 《仪表配管配线设计规定》 HG/T20512-2000