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LNG項目中石灰液位計的安裝與使用要點
摘要
從ＬＮＧ項目特點來說，其介質具有低溫性，在進行儀表的選擇時，要重點做好儀表的低溫檢測原理分析，明確儀表安裝方式以及注意事項。現結合項目實際經驗，針對ＬＮＧ項目中低溫儀表的選用，及安裝調試過程中遇到的問題，做簡單的論述，總結了注意事項，為相關工程提供參考。
引言
縱觀行業發展，博萊克威奇（ＢＬＡＣＫ＆ＶＥＡＴＣＨ）中型規模天然氣液化技術始終處于**地位，已經生產大約１．６億噸液化天然氣。該工藝不僅操作簡單，設備使用數量少，運行效率高，而且投資和運營的成本較低。在已投產的液化天然氣工廠生產中，大多應用ＰＲＩＣＯ單級混合制冷工藝。主要是因其具有液化天然氣產能的優勢，且原料氣組分靈活。目前，在中國博萊克威奇和康泰斯，已建立２３條液化天然氣生產裝置，在生產方面彰顯了不錯的優勢，總產能已經超過１２５００ｔ／ｄ，并且處于不斷增長的態勢。
１ ＬＮＧ特點分析
液化天然氣為新型能源，屬于清潔高效能源類型，因而備受企業青睞，被廣泛應用于各行業。目前，ＬＮＧ貿易在能源市場的地位不斷提升，ＬＮＧ接收站以及液化站的建設不斷增加，如何選擇低溫儀表，成為項目建設的關注重點。在常壓狀態下，氣態天然氣可冷卻到－１６２℃，也就是凝結成為ＬＮＧ。ＬＮＧ的主要組分為甲烷，一般情況下，被儲存在１１２Ｋ（－１６１．１５℃）、壓力大小為０．１ＭＰａ左右的低溫儲罐內，ＬＮＧ密度是標準狀態下甲烷密度的６００多倍。為保證天然氣使用的安全性和可靠性，要做好項目建設的嚴格把控，選擇適合的儀表。現結合具體項目，分析如何選擇和安裝低溫儀表。
２ ＬＮＧ項目中低溫儀表的選擇及安裝注意事項
２．１溫度儀表
在常壓狀態下，液化天然氣的溫度為－１６２℃，對ＬＮＧ進行溫度測量，多選擇熱電阻ＰＴ１００溫度傳感器裝置。熱電阻ＰＴ１００在低溫狀態下可以測量到－２００℃，并且精度很高，性能比較穩定，具有較好的重復性。從ＬＮＧ項目實際來說，儲罐溫度測量的實現，是在ＬＮＧ儲罐內部設置儲罐多點溫度計，進而完成相應的測量工作。一般來說，ＬＮＧ儲罐的內壁、底部以及吊頂等部位，都是儲罐多點溫度計的安裝位置，在冷卻過程以及具體操作時，均能開展溫度監測。除此之外，ＬＮＧ儲罐的內外罐間隙，也會設置儲罐多點溫度計，基于溫度參數的變化，實現儲罐泄漏的監測。
以昆侖能源華油天然氣四川廣安液化天然氣２萬方儲罐為例，在安裝多點溫度計過程中，內罐底部溫度熱電阻需要從內罐浮頂進入罐內，沿罐壁垂直向下固定在罐底部。如需夾層底部溫度測量，則需要將溫度熱電阻沿外罐壁垂直而下，固定在罐底夾層的氮氣管上，每間隔４ｍ布置１個電纜固線器，如圖１所示。
然后利用多孔法蘭（結合ＬＮＧ項目的實際情況來選擇法蘭的孔數以及尺寸大小），將其接到ＬＮＧ罐頂的溫度變送器接線箱內部，再使用多芯電纜把４～２０ｍＡ信號發送到控制系統。現場安裝ＲＴＤ熱電阻建議選用雙支，方便以后檢修更換。圖２為ＬＮＧ儲罐溫度顯示。
２．２ 液位儀表
從ＬＮＧ低溫測量實際來說，低溫液體液位的測量，可以選擇的方法有很多。在實際運用中，要結合ＬＮＧ項目特點以及設備的具體情況，來選擇*為適合的方法。以“時達綠能液化天然氣１００萬標準立方米／天”項目的重烴分離罐液位為例，分析中小型液化天然氣儲槽以及低溫壓力容器的液位測量方法。目前，其主要采取以下方法：
（１）差壓法。在小型ＬＮＧ儲罐內，開展低溫液體液位的測量，多采用差壓法。該方法是從儲罐底部以及頂部，各引出一個引壓管，對兩個引壓管的壓力差大小進行測量，也就是儲罐內部液柱產生的靜壓力，進而確定儲罐內部的液柱高度。根據現場顯示的結果，也可以利用石灰液位計，把采集的信號發送給中控室，*終顯示和報警，輔助儲罐或者系統的控制聯鎖。從方法的應用實際來說，此方法不僅原理簡單，而且使用比較方便，能夠連續指示液位。
在現場實際操作過程中，由于引壓管內部吹掃不干凈，導致磁性液位計膜片變形，引起液位測量波動。解決方法：拆卸引壓管，重新吹掃管道，清理膜片雜質，如圖３所示。
（２）低溫型帶真空夾套的石灰液位計。對小型低溫壓力容器，開展液位測量作業，可以使用此類液位計，其基于原結構，在測量筒以及平衡連接管外側，設置了真空保溫層。因此，即使平衡管以及測量筒內部的液體處于低溫狀態，由于外部設置了真空保溫層，控制了低溫液體以及外界空氣溫度因素的影響，避免液位計冷凝，進而消除了結冰的問題。在現場液位測量作業中，使用石灰液位計裝置，因其結構簡單，且觀察清晰明了，進而在低溫場合被廣泛應用。
現場磁翻板液位計（圖４）由于儲罐壓力偏高，正常生產時為３ＭＰａ，導致磁翻版液位計浮子被壓扁。解決方法：尋找能夠生產耐高壓低密度液位計浮子廠家。
２．３ 流量儀表
在選擇流量儀表時，要結合天然氣工程的流程特點以及工藝要求。開展低溫介質流量的測量作業，如果用于監測控制，而且精度要求不是很高，可以選擇節流式流量計，或者選擇轉子流量計。如果用于交接計量，而且精度要求比較高，則選擇低溫介質流量計。利用節流裝置，進行ＬＮＧ流量的測量，選擇較高壓差，能夠確保測量的精準度，并且縮短上游側必要的直管段長度。不過，若壓力達到飽和蒸汽壓時，液化天然氣很容易發生閃蒸，基于此情況，應合理選擇差壓。
鑒于以往的工程經驗，孔板的選擇不僅需要達到特定的技術要求，還得具有經濟實用性。因為孔板沒有可動部件，所以不需要考慮潤滑和摩擦問題，但需要注意的是，孔板的量程范圍很小，只有１∶３，并且孔板適宜的*小管徑是ＤＮ５０。在特殊工藝階段，需要壓降級別比較大時，也可以選擇多級限流孔板，但是在安裝過程中需要注意安裝方向，小孔朝上游方向。
不同于孔板，轉子流量計采用變面積式測量原理，多用于液體及氣體的測量，在惡劣的環境條件以及各類介質條件的流量測量實踐中，它有著很大的優勢。目前，多使用的是金屬轉子流量計和玻璃管流量計。在具體選擇時，要做好特性分析，并且考慮其耐久性的優劣。ＬＮＧ測量作業中，對于使用轉子流量計時易發生的故障，必須嚴格把控。在安裝轉子流量計時，應注意以下幾點：
（１）在安裝作業前，要將流量計中的頂襯物取出來，保證產品運輸環節不會出現質量問題。除此之外，要檢查好椎管是否存在破損的情況，檢查浮子是否可以自由上下移動，確保正常后再進行安裝。此外，要做好技術參數的檢查，比如測量范圍和精確度等。
（２）對于新裝管路，必須沖洗，確保管路中無雜質顆粒存留，以免造成浮子卡住。
（３）轉子流量計時，必須把控好垂直度。將其安裝在無振動的管道上，其中心線和鉛垂線路的夾角不得超過５°。由于大口徑流量計質量大，為了避免出現管道彎曲的情況，必須采取有效的支撐措施或者其他措施。
（４）完成安裝作業后，要做好質量檢測和檢查，確保轉子流量計的使用效果。
２．４ 分析儀表
從使用的角度來說，ＬＮＧ成品的組分分析，需要分析儀表的支持。在進行ＬＮＧ產品合格性的分析時，成品的組分為主要衡量指標。因為液態天然氣屬于超低溫的液體混合物，為精準獲取組分，必須確保組分的分流氣化，并且保證氣化的均勻性。就當前實際來說，ＬＮＧ產品的連續取樣，多運用以下方法：
（１）利用電加熱氣化取樣探頭，把測量介質引入在線色譜分析儀，實時分析氣體組分。在使用在線色譜分析儀（圖５）時，需要配合標氣及載氣，提前對色譜進行標定。預處理部分，先把每個取樣管路取下來吹掃５～１０ｍｉｎ（取樣探頭壓力設定為２～３ｋｇ），保證沒有雜質摻入，然后接上管線。要注意定期檢查色譜載氣（Ｈ２或者Ｎ２）使用情況，及時更換。如果更換不及時，在使用完之前，*好停用色譜，防止燒壞檢測器。
（２）專業的ＬＮＧ深冷汽化器。基于上述裝置，實現ＬＮＧ取樣以及氣化，不僅結構簡單，而且成本比較低。通過該方法采取的試樣，經過汽化器裝置氣化處理后，輸送到儲氣筒或者緩沖罐，經過均勻混合后減壓保溫，送到色譜分析儀。按照取樣相關規范，在進行ＬＮＧ取樣時，要盡量避免管線中介質氣化，需要采取相應的措施，確保收集的氣樣具有代表性。因此，建議使用ＬＮＧ深冷汽化器，進而確保分析的效率和質量。
３ 結語
綜上所述，在ＬＮＧ項目中，選擇低溫儀表時，包括溫度儀表和流量儀表等，要做好把控。在具體實踐中，要結合ＬＮＧ的特性選擇適合的儀表。
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