LNG(液化天然氣)因 “-162℃低溫、易燃易爆、高壓存儲” 的特性,其安裝過程對 “密封性、低溫耐受性、安全防護” 要求極高,需嚴格遵循《液化天然氣 (LNG) 生產、儲存和裝運》(GB/T 20368-2022)、《城鎮燃氣設計規范》(GB 50028-2006,2020 年版)等標準,覆蓋 “儲罐、管道、氣化器、安全系統” 四大核心組件。以下從安裝全流程拆解核心要點,重點突出安全管控與技術細節:
一、安裝前期準備:奠定安全基礎(核心前提)
LNG 安裝前需完成 “場地勘察、方案設計、材料驗收” 三大環節,避免因前期準備不足導致后期安全隱患或返工。
1. 場地勘察與規劃:適配 LNG 特性需求
選址合規性:
遠離人員密集區(如居民樓、學校):儲罐區與民用建筑的防火間距≥25m(100m3 以下儲罐),與明火或散發火花地點的防火間距≥30m;
地形與地質:選擇地勢平坦、排水良好的區域(避免低洼積水導致設備腐蝕),地質承載力需≥150kPa(儲罐基礎需單獨設計,防止沉降);
周邊環境:避開地下管線(如燃氣、輸油管道)、高壓電纜,儲罐區上方無架空線路,避免雷擊風險(需提前規劃防雷接地系統位置)。
平面布局:
功能分區明確:劃分 “儲罐區、氣化區、調壓計量區、輔助設備區”,各區之間用防火墻或防火堤分隔(防火堤高度≥1.0m,采用不燃材料砌筑);
通道設計:儲罐區設置環形消防車道(寬度≥4m),氣化區預留設備檢修通道(寬度≥1.5m),確保應急情況下人員疏散與消防車通行。
2. 設計方案審核:確保技術合規
核心參數確認:
儲罐設計:根據用氣量確定儲罐容積(如小型工業用戶常用 50-100m3 真空絕熱儲罐),設計壓力≥0.8MPa(需滿足當地 LNG 供應壓力要求),真空度≤5Pa?L/s(確保低溫保溫性能);
管道設計:低溫管道(-162℃)采用 304 或 316L 不銹鋼材質,管徑根據流量計算(如氣化量 1000Nm3/h 時,管道管徑≥DN80),設計壓力≥1.6MPa(高于系統工作壓力 20% 以上)。
規范符合性審核:
審核設計方案是否符合 GB/T 20368、GB 50028 等標準,重點關注 “低溫管道絕熱方案、安全泄放系統設計、消防系統配置”;
對特殊場景(如 LNG 加氣站、工業窯爐供氣),需額外審核 “車輛通行路線、設備防爆等級”(如加氣站區域電氣設備需達到 Ex d IIB T4 Ga 級防爆)。
3. 材料與設備驗收:把控質量入口
核心材料驗收:
低溫管道:檢查材質證明書(確保為 304/316L 不銹鋼,含鎳量≥8%),外觀無劃痕、銹蝕,壁厚偏差≤10%(用超聲波測厚儀檢測);
絕熱材料:低溫管道絕熱采用 “聚氨酯泡沫 + 真空層” 或 “珠光砂 + 鋁箔反射層”,導熱系數≤0.02W/(m?K)(-162℃工況下),絕熱層厚度≥50mm;
閥門與管件:低溫閥門(如截止閥、止回閥)需具備 “-196℃低溫工況認證”,密封材質為 PTFE 或金屬密封(確保低溫下密封性),管件焊接接頭需做 100% 射線檢測(RT)。
設備驗收:
儲罐:檢查儲罐出廠合格證、真空度檢測報告,現場用氦質譜檢漏儀檢測儲罐焊縫密封性(漏率≤1×10??Pa?m3/s);
氣化器:空溫式氣化器需檢查換熱管數量、翅片完整性(無變形、破損),電加熱氣化器需檢查加熱元件絕緣性能(絕緣電阻≥100MΩ)。
二、核心系統安裝:技術要點與安全管控
LNG 安裝的核心是 “儲罐、低溫管道、氣化調壓系統”,需重點控制 “低溫密封、焊接質量、絕熱性能”,避免低溫泄漏或設備損壞。
1. 儲罐安裝:低溫存儲的核心保障
基礎施工:
儲罐基礎采用 “鋼筋混凝土承臺”,表面平整度偏差≤5mm/m,基礎預埋地腳螺栓(材質為 304 不銹鋼),螺栓間距偏差≤2mm;
基礎表面鋪設 “防腐層 + 絕熱層”(如聚氨酯絕熱板,厚度 50mm),防止低溫傳導導致土壤凍脹(土壤凍結會破壞基礎結構)。
儲罐就位與固定:
采用液壓吊車吊裝儲罐(吊裝點需為儲罐專用吊耳,嚴禁直接吊拉罐體),就位后調整水平度(用水平儀檢測,偏差≤1‰);
緊固地腳螺栓(分三次對稱擰緊,扭矩值按設備說明書要求,如 M24 螺栓扭矩≥300N?m),螺栓與螺母之間涂抹低溫潤滑脂(防止低溫下卡死)。
附件安裝:
安全閥:儲罐頂部安裝彈簧式安全閥(起跳壓力 = 儲罐設計壓力的 1.05-1.1 倍),安全閥出口接放空管(放空管高度≥10m,遠離人員通道);
液位計與壓力表:安裝磁翻板液位計(帶遠傳信號)和壓力變送器,液位計測量范圍覆蓋儲罐全容積(誤差≤±1%),壓力表精度等級≥1.6 級。
2. 低溫管道安裝:控制泄漏與絕熱
管道預制與焊接:
預制要求:低溫管道預制在潔凈車間進行(避免灰塵、油污污染),切割采用等離子切割(切口平整,無毛刺),預制段長度誤差≤5mm;
焊接工藝:采用氬弧焊(GTAW),焊絲選用 ER308L 或 ER316L(與管道材質匹配),焊接時管道內充氬保護(氬氣純度≥99.99%),防止焊縫氧化;
質量檢測:所有焊接接頭做 100% 射線檢測(RT)和 100% 滲透檢測(PT),RT 檢測等級需達到 Ⅱ 級以上,PT 檢測無裂紋、氣孔等缺陷。
管道安裝與固定:
冷縮補償:低溫管道因溫度變化會產生冷縮(-162℃時不銹鋼管道收縮率約 0.3%),需設置 “波紋補償器” 或 “自然補償彎管”,補償量需滿足計算要求(如 10m 長管道需補償量≥30mm);
支吊架:采用低溫專用支吊架(材質為 304 不銹鋼),支吊架與管道之間墊聚四氟乙烯墊片(避免金屬直接接觸導致冷橋效應),吊架間距≤3m(水平管道)、≤4m(垂直管道);
絕熱施工:管道絕熱分兩層施工,內層為聚氨酯泡沫(厚度 50-80mm),外層為鋁箔反射層(防止輻射散熱),絕熱層接縫處用密封膠密封(確保無間隙,避免結露)。
泄漏檢測:
氣壓試驗:管道安裝完成后,進行氣壓試驗(試驗壓力 = 設計壓力的 1.15 倍),保壓 24 小時,壓力降≤0.5% 為合格;
氦檢漏:對閥門、法蘭、焊接接頭等關鍵部位,用氦質譜檢漏儀檢測(漏率≤1×10??Pa?m3/s),確保低溫下無泄漏(泄漏會導致管道結霜、結冰,甚至引發安全事故)。
3. 氣化與調壓系統安裝:穩定供氣保障
氣化器安裝:
空溫式氣化器:安裝在通風良好的區域(避免陽光直射或強風直吹),多臺氣化器并聯時間距≥1.0m,氣化器進出口管道設置截止閥,方便檢修;
電加熱氣化器:安裝在防爆房間內(房間通風次數≥12 次 /h),加熱元件與管道絕緣良好,電源線穿鍍鋅鋼管保護(鋼管接地),避免電氣火花引燃泄漏的天然氣。
調壓計量裝置安裝:
調壓閥:選用自力式或電動調壓閥(調節精度≤±5%),進口壓力需高于出口壓力 0.2MPa 以上,調壓閥前后安裝壓力表和過濾器(過濾精度≤5μm);
流量計:采用渦輪流量計或超聲波流量計(測量精度≥1.0 級),安裝在水平管道上,前后直管段長度滿足要求(前≥10D,后≥5D,D 為管道管徑);
安全保護:調壓系統設置 “超壓切斷閥”(切斷壓力 = 出口壓力的 1.2 倍)和 “安全閥”,確保下游壓力穩定,避免超壓損壞設備。
三、安全系統安裝:構建多重防護屏障
LNG 安裝需設置 “泄漏檢測、消防、防雷防靜電、緊急切斷” 四大安全系統,確保事故發生時能快速響應,減少損失。
1. 泄漏檢測系統:提前預警
探測器安裝:
檢測區域:在儲罐區、氣化區、閥門井等易泄漏部位,安裝天然氣泄漏探測器(檢測原理為催化燃燒式或紅外式),探測器距地面高度 30-60cm(天然氣比空氣輕,泄漏后向上擴散);
布置密度:儲罐區每 100㎡安裝 1 臺探測器,氣化區每 50㎡安裝 1 臺,探測器信號需接入 PLC 控制系統,報警濃度設定為 “低報 10% LEL(爆炸下限)、高報 20% LEL”。
聯動功能:
低報聯動:泄漏濃度達到 10% LEL 時,PLC 系統啟動聲光報警,開啟軸流風機(通風次數≥12 次 /h),排除泄漏氣體;
高報聯動:濃度達到 20% LEL 時,自動關閉儲罐出口緊急切斷閥、氣化器進口閥,同時啟動消防系統(如噴淋降溫)。
2. 消防系統:應對火災風險
儲罐區消防:
噴淋系統:儲罐周圍安裝環形噴淋管(噴頭間距≤3m),噴頭為開式噴頭(工作壓力≥0.3MPa),噴淋水量≥0.15L/(m2?s),確保火災時能冷卻儲罐壁(防止儲罐超壓爆炸);
滅火器配置:儲罐區每 50㎡配置 2 具 4kg 干粉滅火器(或 CO?滅火器),滅火器放置在明顯且易取用的位置(距地面高度 0.8-1.5m)。
氣化區消防:
氣體滅火系統:若氣化區為封閉空間(如設備房),安裝七氟丙烷氣體滅火系統(設計濃度 8-10%),火災時 30s 內噴放完畢,滅火后通風換氣≥20 分鐘方可進入;
消防栓:在氣化區附近設置室外消防栓(壓力≥0.15MPa),消防栓距設備距離≥5m、≤15m,確保消防水槍能覆蓋整個氣化區。
3. 防雷防靜電系統:避免引火源
防雷接地:
儲罐防雷:儲罐頂部安裝避雷針(保護角≤45°),避雷針與儲罐之間用扁鋼連接(扁鋼截面積≥48mm2),接地電阻≤10Ω;
管道防雷:低溫管道每隔 30m 設置 1 個防雷接地極(材質為鍍鋅鋼管,長度≥2.5m),接地電阻≤10Ω,管道法蘭、閥門處用銅編織帶跨接(跨接電阻≤0.03Ω)。
防靜電接地:
設備防靜電:所有設備(儲罐、氣化器、調壓閥)外殼均需接地(接地電阻≤100Ω),人員進入儲罐區需觸摸防靜電球(釋放人體靜電);
裝卸防靜電:若涉及 LNG 槽車裝卸,裝卸臂處需安裝靜電接地夾(接地電阻≤10Ω),且設置 “靜電接地報警裝置”(接地不良時無法啟動裝卸泵)。
4. 緊急切斷系統:快速隔離風險
切斷閥安裝:
儲罐出口:安裝氣動或電動緊急切斷閥(關閉時間≤10s),閥門關閉信號可由泄漏探測器、壓力變送器觸發,也可手動操作(現場和控制室雙控制);
管道關鍵節點:在氣化器進口、調壓系統出口、用戶端進口分別安裝緊急切斷閥,形成 “多級切斷”,確保某一區域故障時能隔離風險。
備用電源:
緊急切斷系統需配備 UPS 備用電源(連續供電時間≥1 小時),確保主電源中斷時仍能正常工作,避免因斷電導致閥門無法關閉。
四、驗收與試運行:確保系統合規達標
LNG 安裝完成后需通過 “分步驗收、系統調試、試運行”,確認所有設備與系統符合要求,方可正式投入使用。
1. 分步驗收:逐一核查質量
分項驗收:
結構驗收:檢查儲罐基礎沉降(沉降量≤10mm)、防火堤砌筑質量(無裂縫、滲漏)、通道寬度(符合設計要求);
設備驗收:復查儲罐真空度、閥門密封性、氣化器換熱效率(空溫式氣化器在環境溫度 5℃時,氣化量需達到設計值的 90% 以上);
安全系統驗收:測試泄漏探測器報警準確性、緊急切斷閥聯動可靠性、消防系統噴淋效果,確保所有安全功能正常。
資料驗收:
收集所有材料與設備的出廠合格證、檢測報告(如管道焊接 RT 報告、儲罐真空度報告);
整理安裝記錄(如管道預制記錄、接地電阻測試記錄、氣壓試驗記錄),形成完整的工程檔案,報當地特種設備監管部門備案。
2. 系統調試:優化運行參數
冷態調試:
預冷管道:向低溫管道內緩慢通入少量 LNG(流速≤1m/s),使管道溫度逐步降至 - 162℃(避免溫度驟降導致管道開裂),預冷過程中監測管道應力與補償器位移(位移量需在設計范圍內);
調整壓力:啟動調壓閥,將出口壓力調整至用戶需求壓力(如工業用戶常用 0.4-0.6MPa),監測壓力穩定性(波動范圍≤±5%)。
熱態調試:
氣化量測試:開啟氣化器,逐步增加氣化量至設計值(如 1000Nm3/h),監測氣化器出口溫度(≥5℃,避免低溫氣體進入下游管道);
流量調節:通過流量計觀察實際流量,調整調壓閥開度,確保流量滿足用戶用氣量需求(如高峰用氣時流量無明顯下降)。
3. 試運行:驗證長期穩定性
試運行周期:
連續試運行時間≥72 小時,試運行期間記錄 “儲罐壓力、氣化器出口溫度、調壓后壓力、泄漏探測器狀態” 等參數,每小時記錄 1 次;
模擬故障測試:試運行期間人為觸發 “泄漏高報”“超壓” 等故障,驗證緊急切斷閥、消防系統的聯動響應是否準確(如切斷閥關閉時間≤10s,噴淋系統啟動時間≤30s)。
驗收合格標準:
試運行期間無泄漏、無設備故障,所有參數(壓力、溫度、流量)均在設計范圍內;
安全系統聯動準確,消防、防雷防靜電系統符合規范要求;
當地特種設備監管部門現場驗收合格,出具《LNG 系統安裝驗收合格意見書》。
五、安裝常見問題與規避措施
管道焊接泄漏:
問題原因:焊接時氬氣保護不足,導致焊縫氧化;焊絲與管道材質不匹配;
規避措施:焊接前檢查氬氣純度,確保管道內充氬保護,焊絲需與管道材質一致(如 304 管道用 ER308L 焊絲),焊接后 100% RT 檢測。
儲罐基礎沉降:
問題原因:地質勘察不準確,基礎承載力不足;基礎混凝土強度不夠;
規避措施:安裝前做詳細地質勘察,基礎混凝土強度等級≥C30,基礎完工后養護≥28 天,驗收時檢測沉降量(≤10mm)。
緊急切斷閥聯動失效:
問題原因:PLC 程序設置錯誤;切斷閥電源故障;
規避措施:調試時逐一測試聯動邏輯,確保程序正確;為切斷閥配備 UPS 備用電源,定期檢查電源電壓(≥220V±10%)。
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