一种用于LNG接收站大口径管道的预冷系统及方法技术方案

技术编号:19739638 阅读:32 留言:0更新日期:2018-12-12 03:48
本发明专利技术涉及一种用于LNG接收站大口径管道的预冷系统及方法,该预冷系统包括被冷却大口径管道、储罐、气相返回管道、火炬放空系统和注氮系统;被冷却大口径管道的出口端并联连接多个储罐,储罐的顶部气相出口均通过气相返回管道与火炬放空系统相连接;在被冷却大口径管道上设置有注氮点,注氮点连接一注氮系统;注氮系统包括液氮源和气化器,液氮源通过连接管线并联连接两个以上气化器的进口端,气化器的出口端经连接管线、关断阀和孔板流量计与被冷却大口径管道上的注氮点相连接。本发明专利技术利用氮气冷却大孔径管道,可以减少温室气体的排放,对环境影响很小,节约LNG接收站预冷成本,可以灵活调节预冷速度,提高预冷效果,降低管道冷却风险。

【技术实现步骤摘要】
一种用于LNG接收站大口径管道的预冷系统及方法
本专利技术涉及一种管道预冷系统及方法,具体是关于一种利用液氮直接实现对LNG(液化天然气)接收站大口径管道的降温、预冷作用的预冷系统及方法。
技术介绍
LNG工艺管道是连接并实现LNG接收站各个设备、装置运行的重要方式。由于LNG具有超低温的特性,温度一般为-165℃,因此,LNG工艺管道采用低温性能优异的奥氏体不锈钢。由于工艺管道材料的特性,在管道内流体温度下降的过程中存在冷收缩,其产生的应力可能超过了材料的屈服强度而发生损坏,特别是大口径的工艺管道,出现问题后果将十分严重。因此,对于LNG接收站投产接卸首艘LNG船之前,需要对工艺管道进行预冷,尤其是对大口径工艺管道进行投产前的预冷工作,这样可以综合检验管道的设计质量,施工质量和管道的应力变化情况,以及管道、设备、阀门的低温性能和密封性能,保冷施工及材料的质量等,以便及早发现问题,在首船试车之前预留充足的整改时间,也确保了在安全的工作环境下对出现的问题进行整改。目前,常用的预冷方法有采用BOG(闪蒸气)对工艺管道进行预冷,但此方法存在两个问题:一、相比于液氮,BOG单价较高;二、由于BOG由液货船提供,管道预冷速度受船方限制,而且若预冷出现问题,风险较大,液货船滞留时间相应加长。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术的目的是提供一种可大幅节约预冷成本,降低管道冷却风险,同时可提高管道预冷效率的用于LNG接收站大口径管道的预冷系统及方法。为实现上述目的,本专利技术采取以下技术方案:一种用于LNG接收站大口径管道的预冷系统,其特征在于,该预冷系统包括被冷却大口径管道(1)、LNG储罐(2)、气相返回管道(3)、火炬放空系统(4)和注氮系统(5);所述被冷却大口径管道(1)的进口端铺设在码头(6)内,出口端并联连接多个所述LNG储罐(2);每一所述LNG储罐(2)的顶部气相出口均通过所述气相返回管道(3)与所述火炬放空系统(4)相连接,且靠近所述火炬放空系统(4)一侧的所述气相返回管道(3)通过旁通管线(7)与靠近所述码头(6)一侧的所述被冷却大口径管道(1)连通;在所述被冷却大口径管道(1)上设置有一个以上的注氮点(8),每一所述注氮点(8)均连接一所述注氮系统(5);所述注氮系统(5)包括液氮源和气化器(52),所述液氮源通过连接管线并联连接两个以上所述气化器(52)的进口端,所述气化器(52)的出口端经连接管线、关断阀(53)和孔板流量计(54)与所述被冷却大口径管道(1)上的所述注氮点(8)相连接。在一个优选的实施例中,所述液氮源为移动式液氮储罐(51)或液氮槽车(9),所述液氮槽车(9)通过跨接软管(10)与所述气化器(52)的连接管线相连接。在一个优选的实施例中,在靠近所述移动式液氮储罐(51)或跨接软管(10)出口端的连接管线以及靠近所述气化器(52)进口端的连接管线上均设置有用于调节氮气流量的调节阀(55)。在一个优选的实施例中,在靠近所述气化器(52)进口端和出口端的连接管线上均设置有排放阀(56)。在一个优选的实施例中,在位于所述气化器(52)出口端的连接管线上还设置有压力表(57)和温度计(58)。在一个优选的实施例中,将所述被冷却大口径管道(1)分为储罐区、工艺区和码头区三个区域,每一个区域各设置一个所述注氮点(8)。一种用于LNG接收站大口径管道的预冷方法,采用上述的预冷系统实现,其特征在于,该预冷方法包括以下步骤:1)根据预冷方案在被冷却大口径管道(1)上选择好注氮点(8)的位置和数量;2)在每一注氮点(8)连接一注氮系统(5),液氮经过气化器(52)后转变为低温氮气,低温氮气流经孔板流量计(54)后注入被冷却大口径管道(1);3)低温氮气的流动方向与实际卸料方向相反,利用低温氮气将被冷却大口径管道(1)温度由常温逐步冷却降至-110℃~-120℃;4)预冷后的低温氮气通过液相臂与气相臂的跨接进入气相返回管道(3),最终通过火炬放空系统(4)放空。本专利技术由于采取以上技术方案,其具有以下优点:本专利技术利用氮气冷却大孔径管道,可以减少温室气体的排放,对环境影响很小,节约LNG接收站预冷成本,可以灵活调节预冷速度,提高预冷效果,降低管道冷却风险。附图说明图1是本专利技术预冷系统的结构示意图;图2是本专利技术注氮系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。然而应当理解,附图的提供仅为了更好地理解本专利技术,它们不应该理解成对本专利技术的限制。如图1所示,本专利技术提供的用于LNG接收站大口径管道的预冷系统包括被冷却大口径管道1、LNG储罐2、气相返回管道3、火炬放空系统4和注氮系统5。被冷却大口径管道1的进口端铺设在码头6内,出口端并联连接多个LNG储罐2。每一LNG储罐2的顶部气相出口均通过气相返回管道3与火炬放空系统4相连接,且靠近火炬放空系统4一侧的气相返回管道3通过旁通管线7与靠近码头6一侧的被冷却大口径管道1连通。在被冷却大口径管道1上设置有一个以上的注氮点8,每一注氮点8均连接一注氮系统5。如图2所示,注氮系统5包括移动式液氮储罐51和气化器52,移动式液氮储罐51通过连接管线并联连接两个以上气化器52的进口端,气化器52的出口端经连接管线、关断阀53和孔板流量计54与被冷却大口径管道1上的注氮点8相连接。在一个优选的实施例中,也可以采用液氮槽车9提供低温氮气,此时液氮槽车9通过跨接软管10与气化器52的连接管线相连接。在一个优选的实施例中,在靠近移动式液氮储罐51或跨接软管10出口端的连接管线以及靠近气化器52进口端的连接管线上均设置有用于调节氮气流量的调节阀55。在一个优选的实施例中,在靠近气化器52进口端和出口端的连接管线上均设置有排放阀56,当连接管线压力过高时,排放阀56打开进行排气泄压,防止连接管线超压。在一个优选的实施例中,在位于气化器52出口端的连接管线上还设置有压力表57和温度计58。在一个优选的实施例中,为了使预冷效果达到最佳、效率最高,通常情况下,将被冷却大口径管道1分为储罐区、工艺区和码头区三个区域,每一个区域各设置一个注氮点8,从而避免工艺区和码头区管线温度出现降低过慢,或者温差过大的现象。基于上述实施例提供的预冷系统,本专利技术还提出了一种用于LNG接收站大口径管道的预冷方法,其包括以下步骤:1)根据预冷方案在被冷却大口径管道1上选择好注氮点8的位置和数量,注氮点8的位置和数量需要满足在最佳经济性和预冷速率的情况下完成预冷工作;2)在每一注氮点8连接一注氮系统5,液氮由移动式液氮储罐51或液氮槽车9供给,液氮经过气化器52后转变为低温氮气,低温氮气流经孔板流量计54后注入被冷却大口径管道1;3)低温氮气的流动方向与实际卸料方向相反,从储罐区流向码头区,途经工艺区,,利用低温氮气将被冷却大口径管道1温度由常温逐步冷却降至-110℃~-120℃;4)预冷后的低温氮气通过液相臂与气相臂的跨接进入气相返回管道3,最终通过火炬放空系统4放空,确保了低温氮气排放的安全。上述各实施例仅用于说明本专利技术,其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的,凡是在本专利技术技术方案的基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本专利技术的保护范围之外。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于LNG接收站大口径管道的预冷系统,其特征在于,该预冷系统包括被冷却大口径管道(1)、LNG储罐(2)、气相返回管道(3)、火炬放空系统(4)和注氮系统(5);所述被冷却大口径管道(1)的进口端铺设在码头(6)内,出口端并联连接多个所述LNG储罐(2);每一所述LNG储罐(2)的顶部气相出口均通过所述气相返回管道(3)与所述火炬放空系统(4)相连接,且靠近所述火炬放空系统(4)一侧的所述气相返回管道(3)通过旁通管线(7)与靠近所述码头(6)一侧的所述被冷却大口径管道(1)连通;在所述被冷却大口径管道(1)上设置有一个以上的注氮点(8),每一所述注氮点(8)均连接一所述注氮系统(5);所述注氮系统(5)包括液氮源和气化器(52),所述液氮源通过连接管线并联连接两个以上所述气化器(52)的进口端,所述气化器(52)的出口端经连接管线、关断阀(53)和孔板流量计(54)与所述被冷却大口径管道(1)上的所述注氮点(8)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于LNG接收站大口径管道的预冷系统,其特征在于,该预冷系统包括被冷却大口径管道(1)、LNG储罐(2)、气相返回管道(3)、火炬放空系统(4)和注氮系统(5);所述被冷却大口径管道(1)的进口端铺设在码头(6)内,出口端并联连接多个所述LNG储罐(2);每一所述LNG储罐(2)的顶部气相出口均通过所述气相返回管道(3)与所述火炬放空系统(4)相连接,且靠近所述火炬放空系统(4)一侧的所述气相返回管道(3)通过旁通管线(7)与靠近所述码头(6)一侧的所述被冷却大口径管道(1)连通;在所述被冷却大口径管道(1)上设置有一个以上的注氮点(8),每一所述注氮点(8)均连接一所述注氮系统(5);所述注氮系统(5)包括液氮源和气化器(52),所述液氮源通过连接管线并联连接两个以上所述气化器(52)的进口端,所述气化器(52)的出口端经连接管线、关断阀(53)和孔板流量计(54)与所述被冷却大口径管道(1)上的所述注氮点(8)相连接。2.如权利要求1所述的预冷系统,其特征在于,所述液氮源为移动式液氮储罐(51)或液氮槽车(9),所述液氮槽车(9)通过跨接软管(10)与所述气化器(52)的连接管线相连接。3.如权利要求2所述的预冷系统,其特征在于,在靠近所述移动式液氮储罐(51)或跨接软管...

【专利技术属性】
技术研发人员:单骏蒙陈峰张晨王亚群翟博王沛安东雨杨春艳陈锐莹姜夏雪
申请(专利权)人:中海石油气电集团有限责任公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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