从LP输出总管出来的LNG,部分流到运行中的再冷凝器,部分仍然直接流向HP泵(高压泵),六个相同的高压输出泵的容量是180-/h(五用一备)。LNG在高压泵出口压力为9.5MPa,经HP输出总管后送到气化器。
从高压输出总管出来的LNG在操作压力为9MPa的气化器里被气化,然后经过NG输出总管进入接收站输气系统。接收站有两种类型的气化器,每一台设计调节范围在容量的10%~100%之间。其中是五台开架式气化器(E-1101A~E-1101E),每一台容量是180-/h;海水系统的六台海水泵P-8101A~P-8101F(五用一备)为气化器提供海水,每一台海水泵的流量均能满足对应气化器的流量要求。还有一台浸没式燃烧气化器E-1102A,其流量是120-/h。
在正常的输出操作中,如果ORV关闭或维修,或者气体需求量达到很大时,浸没式燃烧气化器开启。
从气化器出来的蒸气的最低温度是2℃。开架式气化器由竖直的带翅片的平板型换热管组成,LNG在管里流动,而海水沿管板在管外流动。浸没式燃烧气化器含一个燃烧系统,间接地加热浸在气化器混凝土水槽里的LNG热交换器。为了让浸没式燃烧气化器正常工作,该燃烧气化器带有一个辅助系统。该系统包括燃烧空气风机、燃料气提供装置、用来冷却燃烧器外壳的冷却泵、用于水软化和逆渗透的水处理器及PH和NOx两个控制系统。
从风机单元来的燃料气和空气直接送往燃烧器,燃烧的产物通过喷头注入水中,LNG通过浸没在水浴里的绕管后变成蒸发气。冷的废气通过烟道排放到大气中,水浴中的酸性条件可以控制维持在中性的pH值,以避免腐蚀。水槽中的水(包括低浓度的碳酸氢钠、硝酸钠和溶解的二氧化碳)被连续的排向大海。
SCV配备有专用的水处理单元,用来减少供水系统中的氯化物和可溶性固体颗粒。连续地补充新鲜水可以避免SCV中的水和排放水的酸性增加。
1.工艺控制和保护系统
(1)输出流量控制 接收站的输出压力由输出总管的压力主控制器PIC-11920控制,主控制器分别通过ORV进口的LNG流量控制器(ORV E-1101A的FIC-11501…),SCV进口的LNG流量控制器(SCVE-1102A的FIC-11561…)作用于相关的控制阀(FCV-11501…FCV-11561…),并根据HP泵情况设定流量需求。
控制器PIC-11920的工艺值通过DCS计算模块PX-11920得到,PX-11920的取值为压力变送器PT-11920A、PT-11920B和PT-11920C测得的三个数据中的中间值。
如果流量控制器在串级模式下,通过压力控制器PIC-11920的串级控制,流量设定点可以自动调整。为了减少输出总管的压力变化,维持输出总管处于最高操作压力(正常设定点),压力主控制器具有可调整的死区。
在自动模式下,流量控制器的设定点由操作员直接设定。
(2)高压泵 操作员根据需要手动控制泵的运行台数,所有的泵都是平行安装的,因此,泵的出口压力取决于每台泵的压力-流量特性曲线,也与泵的运行台数和LNG的总流量有关。
系统中安装有6台相同的高压输出泵P-1105A~P-1105F。高压输出泵仅用于将LNG高压输出(气化器进口压力约为9.5~11MPa)到气化器。然而,当没有LNG输出时(零输出),为了使整个LNG循环管线保持冷却,这些泵可以被旁路(关闭)。
1)泵运行数据。表3-14所列重要的功能和信息适用于每一台DCS里的泵和电动机。
表3-14 DCS里的泵和电动机重要的功能
在泵罐上安装有用于冷却监控的温度检测仪(TT-11405-P)和用来监控泵罐内的LNG液位液位变送计(LT-11401),在冷却时,现场指示LI-11401B监控;在低低液位LALL-11041A时,通过联锁I-11407使泵关闭。
在泵的进口管线上,安装有压力变送器(PT-11401)用于远程指示和进口低压报警。在泵的出口管线上,安装有用于就地和远程指示的压力变送器(PT-11402)和用于远程指示和出口高温报警的温度变送器(TT-11401)。
泵配有振动监控系统VMS(所有的低温泵共用一个VMS,在现场仪表室里可以获得所有泵的信息)。振动指示(UI-11401和UI-11402,在泵和泵罐上)可由VMS得到,高和高高振动报警(VAH/VAHH-11401和VAH/VAHH-11402)被送到DCS系统。高振动时无故障动作要求。
2)流量控制。如果运行的泵台数很多,那么泵将沿压力-流量特性曲线上升。这时不管输出端的流量多大,最小流量控制器(FIC-11401A直接动作)都将保护泵。LNG将通过回流总管返回到再冷凝器。如果再冷凝器在维修中(此时手动阀MV-119116关闭,MV-119117、MV-119118和MV-119135打开),LNG将通过高压排放管返回到LNG储罐。
(3)海水开架式气化器 对于ORVE-1101A~ORVE-1101E的流量控制,主要通过控制器FIC-11501反向作用于ORV进口流量控制阀FCV-11501来实现。控制器FIC-11501的设定点由压力主控制器PIC-11920(串级模式)串级设定,或者由操作员手动设定(自动模式)。如果ORV出口气体温度太低,LNG流量控制器(FIC-11501)将通过低信号选择器FX-11501被自动禁用。
DCS的手动指示控制器HIC-11502作用于海水手动控制阀HCV-11502,对每台气化器的海水流量进行调节(FI-11502A)。
在ORV出口气体温度过低的情况下,ORV出口的气体温度测量仪TT-11502提供的输出信号经过直接作用控制器TIC-11502和低信号选择器(FX-11501),作用于LNG流量控制器以减小LNG流量。防止低低气体温度信号TALL-11502(联锁I-11502)使ORV关闭。
(4)浸没燃烧式气化器 控制系统包括一个就地控制站和一个主接收站控制系统。就地控制站位于SCV装置附近,具有开始和停止按钮及一定的诊断能力。主接收站控制站则对SCV的逻辑和控制进行管理。
正常操作由现场操作员控制,操作员通过现场控制站启动和关闭系统,并在气化器平台上监控自动运行的情况。一旦系统完全开起来后,可以不需要人员现场操作,只需根据系统用户指导周期性地监控。SCV控制和安全逻辑由接收端站ISC实现,详细的说明参考供货商(LINDE)的操作手册。
1)LNG流量的控制 控制器FIC-11561反向作用于SCV进口流量控制阀FCV-11561,对进入SCV的流量进行控制。控制器FIC-11561的设定点由压力主控制器PIC-11920(串级模式)串级设定,或者由操作员手动设定(自动模式)。如果SCV出口气体温度太低,LNG流量控制器(FIC-11501)将通过低信号选择器FX-11561被自动禁用。
在SCV出口气体温度过低的情况下,SCV出口的气体温度测量仪TT-11563提供的输出信号经过直接作用控制器TIC-11563和低信号选择器(FX-11561),作用于LNG流量控制器以减小LNG流量。
2)温度控制系统。气化器就地控制系统将控制燃烧器的燃烧速率以使水浴温度保持在理想的设定点。
控制器FIC-11571反向作用于燃烧器的燃料气控制阀FCV-11571,对进入燃烧器的燃料气进行流量控制。正常操作时,控制器的FIC-11571的设定点由反向作用的水浴温度控制器TIC-11562串级(串级模式)设定,也可以由操作员人工设定(自动模式)。
燃空比也是由水浴温度控制器TIC-11562设定的FIC-11571设定点串级控制的。SCV还配备有能够自动注水和补水的水浴液面控制系统。
3)PH控制。SCV配备有PH分析仪和自动调整水浴PH值的相关配件。
2.正常操作
(1)输出量控制
1)输出量监控。接收站NG输出总管压力取决于NG用户需求和接收站NG输出量之间的平衡。因此,接收站输出压力是接收站输出量管理的一个指示量。
输出总管压力由压力主控制器PIC-11920控制,PIC-11920通过流量控制器作用于气化器的LNG进口。如果流量控制器处于串级模式,到气化器的流量设定点通过压力控制器PIC-11920的串级控制自动调节。在自动模式下,流量控制器的设定点由操作员直接设定。
当所有的流量控制阀通过操作员或控制器全开时,输出能力达到最大,这时将启动一系列的输出装置(LP、HP和气化器)。
当接收站处于低输出状态时,特别是低于180t/h时,由于BOG循环系统的相互作用和接收站最小输出循环的监控等原因,输出监控将更紧密。在这种情况下,流量控制器将进入自动状态,接收站输出设定点由操作员人工调节。
2)高压泵输出总管和高压泵进口总管。在气化器进口的FCV上操作可直接设置HP泵的曲线。在同样的方式下,HP吸入口流量是随着高压泵流量的需要并通过控制器PIC-11202来维持恒定压力。
当BOG回收系统运行,在低输出率状况下,必须特别注意维持充足的流量到PCV-11202A和PCV-11202B以正确控制HP泵支管的压力。如果没有充足的LNG(FT-11202)流过低流量旁路阀PCV-11202B,BOG容量将由控制器FIC-11202通过低选择FX-11202控制增加,因此可以允许更高的LNG流量通过再冷凝器来保证PCV-11202B(压力控制)的正确操作。
当高压泵在回流状态下运行,LNG流量沿线送入再冷凝器时,有可能是高压泵抽吸的LNG温度增加了。为了避免HP泵在回流状态下(小循环)下运行,并且减少高压泵抽吸LNG而升高的温度,高压排净和零输出循环管线可以用作LNG从高压泵返回储库的线路。在这条管线的流率将由操作员通过FIC-11920设定点人工调节,以避免泵的回流。
再循环的流量是HP泵最小回流量(70t/h)和接收站输出量之间的差值。当接收站的最小输出量在30t/h左右时,HP排净和零输出循环管线流量可能调节在40t/h左右,主要参数将被监视,因为HP泵运行状态必须确保在泵的允许范围之内。在HP泵部分的压力用来检查其流率需求,以通过LP输送系统来满足。
3)打开设备增加输出量。一旦压力控制阀PCV-11202A和PCV-11202B需要维护,手动旁路(再冷凝器全旁路,XV-11205)必须打开。手动阀MV-112045部分打开,通过现场表PI-11202来调节高压泵的吸入口压力。这个压力下降,通过手动阀将允许流量控制阀FCV-11201(LNG到再冷凝器)正常的操作再冷凝器。
在这种特殊模式操作下,气化器流量控制器将切换到自动模式,通过操作员调节流率,这将帮助高压泵部分的压力维持平衡。如果接收站输出量增加,通过流量控制器调节,这时现场操作员通过手动阀调节与之相协调。
如果监视到接收站输出气量增加,必须考虑增加启动气化器。此时必须确定有足够的低压泵在运行,根据需要可再增加一台LP泵。为了确保有足够多的海水泵为ORV的操作服务,应增加启动另一台海水泵;同时对需增加的另一台气化器预冷,此时它投入等待模式,气体输出PC和气化器入口FC串级开;再预冷并启动另一台HP泵;然后慢慢启动气化器,打开进口FCV,到ORV的最小流量20t/h;最后当气化器稳定运行时,气体输出PC(压力控制)和气化器进口FC(流量控制)的串级将被投用。
为了减少连续要求增加的高压泵和气化器的开启顺序,至少另外一台高压泵和气化器需要同时被预冷。
4)关闭设备减小输出量。当需降低输出率时,停止HP泵、一台LP泵或停止气化器。
(2)高压泵
1)泵状态。电流和输入监控DCS上的一些信息任何时间都是有效的,可被用来作为泵状态的远程监视。
2)容量和出口压力。泵的操作条件是根据泵的压力-流量特性曲线由气化器LNG决定的。在通常操作情况下,最小流量阀(FCV-11401A,FO)是关闭的,只有当输出流量减少时,阀才会开启以维持通过泵的最小流量。
泵的运行总是在明确地操作参数范围内的,这对于泵的使用期是决定性因素,也是要求特别注意的。如果泵的操作处于或接近于它的设计流量,泵就能有较长的使用寿命和最好的作用状态。明显地,运行条件如果没有考虑到泵的额定流量,泵的操作低于设计流量是不能避免的。
高压泵供应商担保在以下范围内操作是安全的:最小允许运行流率是130m3/h(理论流量的31%),而最大允许运作流率是550m3/h(BEP的125%)。
3)进口压力监控。通常进口压力在800kPa左右,进口压力是由DCS系统通过PI-11401来监控,如果检测到低压力就会启动报警,PAL-11401将设置到500kPa。如果发生这种报警,操作员必须通过PI-11202,检查PCV-11201下游的压力。如果PI-11202正常,则减少HP输出流率,停止泵的运行。
出口压力取决于LNG的密度、再冷凝器LNG的液位及泵的操作流量压力。出口压力由DCS通过PI-11401A监控。
4)出口温度监控。通常出口温度范围是从-160~-135℃,DCS通过TI-11041来监视控制出口温度,一旦发现出口温度高,系统就会自动初始化TAH-11041,使温度达到-120℃时报警。一旦发生报警,操作员应检查反冲、根据曲线图检查发动机电流和检查再冷凝器温度。
5)振动。一旦发现高振动报警,泵不会自动关停,只是通过VAH-11401和VAH-11402报警反馈到终端控制室里通知操作员,然后由操作员检查,确定是否需要停泵。通常振动加速不应该超过2.5g。
6)噪声。应该定时监视泵运行时的一些不正常的噪声。
(3)海水开架式气化器(ORV)
1)ORV监控LNG流量。进入ORV的LNG流量由流量单元FE-11501测量,测量值通过流量变送器FT-11501送到DCS。控制器FIC-11501反向作用于ORV进口流量控制阀FCV-11501,对进入ORV的流量进行控制。控制器FIC-11501的设定点由压力主控制器PIC-11920(串级模式)串级设定,或者由操作员手动设定(自动模式)。LNG流量由接收站控制室FIC-11501进行远程控制。控制器在任何状态下(自动或手动模式),如果ORV出口气体温度太低,LNG流量控制器(FIC-11501)都将通过低信号选择器FX-11501被自动禁用。
2)ORV进口压力。进入ORV的LNG压力分别由两个压力变送器PT-11501和PT-11502进行测量和传送,每个变送器有一个集成于DCS中的指示器(分别为PI-11501和PI-11502),对进入ORV的LNG压力进行远程监控。
DCS中的低压警报(PAL-11501)在LNG压力过低时发出警报,操作员应立即采取措施,如果操作员无法阻止压力的下降,当LNG压力PI-11502减到5MPa时,DCS的低压警报(PALL-11502)将发出警报,工艺安全联锁I-11504将动作使ORV隔断,ORV进口管线隔断阀XV-11501和NG出口管线隔断阀XV-11502也将关闭。
进入ORV的海水流量由流量单元FE-11501测量,测量值通过两个独立的流量变送器FT-11502A和FT-11502B送到DCS。每个变送器有一个集成于DCS中的指示器(分别为FI-11502A和FI-11502B),对海水流量进行远程监控。
DCS中的低流量警报(FAL-11502A)在海水流量过小时产生警报。中央控制室的操作员将通过打开流量控制阀HCV-11502增加海水流量。HCV-11502将通过控制室的手动控制指令HIC-11502进行手动控制,其开度可以达到最大开度6780t/h的80%。海水压力指示器PI-11503也能协助监控ORV海水系统参数。高压控制阀的指示器PI-11503将检查ORV海水分配管道上的手动阀门位置。
如果操作员升高海水流量失败,DCS设定的低低限值(FALL-111502B)将发出警报,工艺安全联锁I-11501动作,ORV将完全关闭,LNG进口管线上的隔断阀XV-11501关闭。
另外,离开ORV的海水温度由安装在排水槽内的温度变送器TT-11503测量并传送到DCS。该变送器有一个集成于DCS中的指示器对流出ORV的海水温度进行远程监控,在温度低于5℃时发出警报。
3)NG温度监控。ORV出口的NG温度通过两个独立的温度变送器TT-11501和TT-11502测量并送到DCS。每个变送器有一个集成于DCS中的指示器(分别为TI-11501和TIC-11502),对ORV出口的NG进行远程监控。
ORV出口处的温度变送器TT-11502输出的信号,通过直接动作控制器TIC-11502到低信号选择器FX-11501,低信号选择器将禁用流量控制阀FCV-11501上的FIC-11501动作,以保证ORV出口处的NG温度不低于2℃。
如果控制环失效,接收站控制室的低温警报TAL-11502动作。如果出口NG的温度降到-20℃,控制室内的低低温警报TALL-11501将动作,ORV关闭联锁I-11501随后动作,LNG进口隔断阀(XV-11501)和NG出口隔断阀(XV-11502)关闭。
ORV出口的NG压力由压力变送器PT-11505测量并传送到DCS,测量的工艺值通过压力指示器PI-11505在控制室内显示。
ORV的超压保护由PSV-11501A和PSV-11501B实现,其设定值分别为13.9MPa和14.6MPa。
(4)浸没燃烧式气化器
1)SCV监控LNG流量控制。SCV的LNG流量由流量单元FE-11561测量,测量值通过流量变送器FT-11561送到DCS。控制器FIC-11561反向作用于SCV进口流量控制阀FCV-11561,对进入SCV的流量进行控制。控制器FIC-11561的设定点由压力主控制器PIC-11920(串级模式)串级设定,或者由操作员手动设定(自动模式)。LNG流量能由接收站控制室(FIC-11501)进行远程控制。控制器在任何状态下(自动或手动模式),如果SCV出口气体温度太低,LNG流量控制器(FIC-11561)都将通过低信号选择器FX-11561被自动禁用。
2)SCV进口压力。进入SCV的LNG压力分别由两个压力变送器PT-11561和PT-11562进行测量和传送,每个变送器有一个集成于DCS中的指示器(分别为PI-11561和PI-11562),对进入SCV的LNG压力进行远程监控。
DCS中的低压警报(PAL-11561)在LNG压力过低时发出警报,操作员应立即采取措施。如果操作员调节失败,当LNG压力PI-11562减到5MPa时,DCS的低压警报(PALL-11562)将发出警报,工艺安全联锁I-11562将动作使ORV隔断,SCV进口管线隔断阀XV-11561和NG出口管线隔断阀XV-11562关闭。
3)NG温度监控。SCV出口的NG温度通过温度变送器TT-11563测量并送到DCS。温度控制器TIC-11563对SCV出口的NG进行远程监控。
SCV出口处的温度变送器TT-11563输出的信号,通过直接动作控制器TIC-11563到低信号选择器FX-11501,低信号选择器将禁用流量控制阀FCV-11561上的FIC-11561动作,以保证ORV出口处的NG温度不低于2℃。
如果控制回路失效,接收站控制室内的低温警报TAL-11563(设定点为0℃)动作。
离开SCV的NG压力由压力变送器PT-11563测量并传送到DCS,测量的工艺值通过压力指示器PI-11563在控制室内显示。
SCV的超压保护由PSV-11501A实现,其设定值为13.9MPa。
3.启动和关停操作
(1)输出
1)输出开始。输出初始状态可以被理解为接收站和所有的客户管线隔离开来,并且处在零输出状态。这种情况不是正常操作,除非接收站遇到重大事故而全场停车。
以下情况将在输出开始前被完成:卸料臂管线、低压输出泵汇管、高压泵进出口汇管处于低温和低压条件,以上条件是1号低压泵打循环回LNG储罐来实现的。
高压泵出口汇管输出时,天然气输出汇管压力应高于7.85MPa,同时接收站处于准备启动状态(不是紧急停车状态)。
管线压力应低于或与接收站输出汇管压力相等,但必须在接收站输出压力范围(7.85~8.83MPa)内。每条管线中的压力是不同的,这主要是因为它们被接收站分离出来各自的吸收能力和气消耗能力不同。如果压力高于9.2MPa,则非超驰联锁I-11920系统会启动,此时接收站输出汇管将被减压到火炬系统,并且在任何输出开始前重置紧急关闭系统。
2)正常输出开始顺序。第一次输出启动,启动前应确保一台开架式海水气化器和一台高压泵被冷却。然后开启一台高压泵,在零输出到最小输出间打循环;再给需冷却的开架式气化器增压并将它投入到备用模式;使气体输送设备的压力与管道压力相同(如果高了将气送入火炬系统,如果低了用接收站天然气供应)。
当主干线投用时,接收站输出将被增大,以满足下游用户的要求,并确保管线形成缓冲汽包。为了提高这些操作的速度,应在前期将足够的高压泵和开架式海水气化器进行冷却。
3)输出的正常关闭。当接收站在输出无卸料状态时,关闭分为3步:
①接收站输出降低到单LP/HP输出线状态。解除所有气化器PV/FC的串级控制(气化器的进口流量指示FIC处于自动或本地模式)并减少一台气化器的流量设定值;停一台高压泵;确保一台低压泵停止;停(隔离)一台气化器并停一台海水泵。重复以上操作直到有一台泵设备(低压、高压)和一台气化器设备处于工作中。
②将接收站开至零输出模式。减少气化器的流量设定值,直至达到接收站最小输出流量30t/h;将高压输出循环设到最小输出模式,流量设定值被调整为40t/h(FIC-11920);停止BOG压缩机和高压泵;减小气化器的流量设定值,直到气化器进口的流量控制阀FCV全关;停(隔离)气化器,将高压输出循环设到零输出模式,流量设定值根据需要进行调整并把高压泵打旁路。
③接收站的隔离。如果需要将接收站与下游客户隔离开来,可通过关闭XV阀门来实现。
(2)高压泵 高压泵正常启动时,在泵罐中必须保证有足够高的LNG液位。没有低液位(LAL-1140)是启动泵中的一个许可条件;泵因任何原因正常停止并且应当被重新启动时,泵的出口管线要始终处于可重启状态。
1)启动前的准备。在泵被移出维修后准备启动,必须按照泵的制造厂文档“操作和维护手册”的程序来执行。在每启动一台泵之前,操作员必须确认,在当前情况下是否确实需要增开一台泵。事实上,根据泵的出口压力取决于泵的压力-流量特性曲线的事实,如果太多泵同时使用以满足需要,所有泵的出口压力都将增加,甚至当每台泵的流量很低时,LNG将通过回流管线返回到再冷凝器,以确保泵的最小流量。
在启动命令从泵的本地启动控制盘发出前,必须对以下几点进行检查或确认:
①XV-11402开启,安装在泵的出口管线上的压力传感器(PT-11402)和温度传感器(TT-11402)信号由远程和当地的压力、温度指示器(PI-11402A、PI-11402B和TI-11401)获知,应当分别被确认与低压输出压力和低温温度相符,此时才可准备启动。
②关闭XV-11402,确定LNG泵回流流量控制阀FCV-11401是开启的,并且泵的最小流量控制器(FIC-11401A)处于自动控制模式。
③确定泵的出口管线隔离阀(XV-11401)是关闭的。
在短时间内,泵的启动不能超过两次,并且第二次启动必须有5s的时间间隔。在启动两次之后,再次启动必须在1h之后。
2)启动程序简述。泵的启动命令是从泵的现场启动盘给出的,然后DCS的操作是:
①泵的电动机启动,并且运行/停止状态指示器(PMXZ-11405)转到“运行”指示出泵已经启动了。
②同时,泵的最小流量控制器(FIC-11401A)将回流流量控制阀(FCV-11401A)调整为开启状态,以确保泵的流速处于需要的最小流速之上。
③泵处于运行状态后,将LNG全部回流到再冷凝器或LNG罐中。
如果在启动3s之后泵的电流高于额定电流,泵将立即被关停。
在整个启动过程中,泵产生比正常值高的振动是可以接受的。在每次启动时,为了避免高振动报警(VAH-11401和VAH-11402)被激活,这些报警将在启动过程中的5s内被自动屏蔽,过后仍会被自动恢复。
低流量停车信号FALL-11401B在泵的启动过程中是超驰的(在泵的启动过程结束时超驰被重新复位)。
泵处于运行中后,将LNG全部回流到储罐中,PT-11402提供了一个现场的泵出口压力指示PI-11402B。操作员要么开启出口阀(XV-11401),要么关闭它让泵处于全回流状态。然而,应该注意到LNG回流到再冷凝器必须尽可能避免,以免LNG的温度迅速提高。如果没有输出或输出量很小,高压输出泵将被停止。(www.xing528.com)
3)正常关闭。在泵停止运行前,操作员要先关闭出口管线隔离阀(XV-11401A),同时在流量控制器FIC-11401A的自动控制下开启回流流量控制阀(FCV-11401A)。
关停命令是从泵的远程停止控制器PMHSP-11405或从现场控制板的开/停按钮给出的(如果现场/远程选择器在现场位置)。在泵停止运行后,泵的控制系统自动将泵停后状态显示为“停止”,以表明泵已停止工作。接着开启定时器1,当定时器1的时间结束,缺少来自关闭限制开关的排出隔绝关闭位置指示(XV-11401)通过DCS操作员强制关闭,以避免通过返回来自其他泵的再循环(如果XV-11401B处于打开状态)。
当泵停下时,低流量转动信号器FALL-11401B被屏蔽(屏蔽控制被重置在泵停车顺序的最后),为了每次泵停下时触发FALL。
泵停车顺序到完成时,所有设备电缆管道和电器电缆的氮气净化必须一直处于控制中。通常,通过CPS阀MV-11408来自高压泵吸入汇管的小流量LNG再循环使码头操作,泵的排出和返回管道维持在低温条件下,闪蒸气和LNG经由排出阀XV-11402,当泵停止运转时排出温度也不会改变。绕过高压泵吸入汇管排出压力也应该是稳定的800kPa。
当LNG泵返回流量控制阀FCV-11401A开启,而泵排出管线隔绝阀XV-11041已经关闭,且高压排放隔绝阀XV-11402开启,则泵准备重启动。
(3)海水开架式气化器
1)ORV准备模式配置。在ORV被开启前,ORV必须预先置于准备模式。准备模式被指定用于ORV,以达到维护ORV在准备启动配置的低温条件的目的,即快开/关被预计或ORV停车已被计划。
准备模式下的ORV配置为:
①准备模式下的阀位。通过FCV-11501(MV-11505是CSP)旁路保持一个低流量的LNG流过ORV,使ORV维持在低温条件下,气化的LNG被送出到天然气输出汇管(XV-11503和MV-115012都打开),海水循环流量被减少至一个最小要求值(无论如何海水循环被设定在低速在最小输出值3840m3/h以上),避免在海水泵的最小流量操作情况。
②开启(ORV在准备模式下)。在准备模式配置下,ORV正常开启必须经由码头控制房的HCV-11502现场总线控制HIC-11502,建立ORV的海水循环在一个小流量(FI-11502A和FI-11052B)6500m3/h。在手动控制模式下,开始打开流量控制阀FCV-11501,使流量最初达到10%。在自动控制模式下,系统稳定在FCV-11501位置,打开它逐渐到要求LNG流速达到天然气输出流量与压力要求的限定值。当稳定时,通过压力控制调节器PIC-11920,再把FIC-11501置于串联模式使输出需要能被在所有ORV中分配。
2)停车的开启。停车后的再开启,被认为是一台ORV必须开启或处于开启模式准备开启,随后ORV与剩下的正常停车或紧急停车的系统隔离。再开车行动前,如果ORV因自动联锁已停车,操作员必须了解ORV自动停车的原因,并解决所有有关设备停车的原因问题,然后他必须重装被启动的联锁。
①建立ORV、E-1101(NO FALL-11502B)是一个打开XV-11501(的宽冷条件)海水循环。最初海水流量控制阀HCV-11502是关闭的。在保证所有(CPS)ORV海水分配装置的手动阀确定已打开后,检查是否一系列海水输出泵充分满足。当ORV运行时,达到新出现的总的海水流量,并且如果必要的话,开启一台辅助泵以平衡它们。然后打开一个海水手动阀(MV-115003和MV-115004),在分输站控制室手动调节(HIC-1150),使流量经HCD-11502的流体在正常流速(FI-11502A和FI-11502B)6565m3/h,对ORV-1101建立海水循环(海水循环建立在流速介于最小流量3840m3/h和正常情况之间)。
②在打开XV之前应比较ORV内的压力和NG输出集气管内的压力。
③当检查出在ORV的压力大于输出管内的情况时,关闭MV-115012并打开XV-11502和XV-115012。通过XV-11502调整压力,当ORV内的压力低于输出集气管的压力时,操作遵循下面的第④条。
④确定LNG进口流量控制阀FCV-11501处于关闭状态(允许有开度)。
⑤打开XV-11501,当压力和温度稳定时,ORV设置备用模式,按正常开车程序开始输出气化器。
⑥当ORV内的压力低于输出集气管(上面第③条),应当先用HP泵加压再输出。即:a.关闭MV-115001、MV-115002和MV-115012。b.确保FCV-11501是关闭的。c.打开XV-11502和XV-11501。d.调节流向ORV流体低流量,通过MV-115002来对ORV增压,当压力稍高于NG输出集气管时,打开MV-115001,关闭MV-115002并打开MV-115012。
3)检修后的启动程序。检修后再开车时,要求所有的阀门位置处于备用状态。检完后准备启动ORV时,要求所有的检修工作已经完成并且办完所有的许可证。
①海水开架式气化器氮气净化,确定以下所有的手动阀关闭:a.高压工艺排放阀(MV-115006、MV-115008和MV-1157、MV-115009)。b.高压火炬汇管阻断阀MV-115013和MV-115014。c.LNG进口管线的两个手动阻断阀MV-115029A和MV-115029D。d.开架式海水气化器LNG进口管线的手动阻断阀MV-115001和MV-115002。e.压力安全阀PSV-11501A和PSV-11501B,旁路的两个手动阻断阀MV-115032C和MV-115032D。f.开架式气化器LNG出口管线的手动阻断阀MV-115012。g.开架式海水手动阻断阀MV-115003和MV-115004。h.开架式海水气化器LNG进口管线的切断阀XV-11501。i.开架式海水气化器LNG出口管线的切断阀XV-11503。
②使流量控制阀FCV-11501处于手动控制模式并将它开到50%开度,用从安装在开架式气化器LNG进口管线的氮气连接处来的氮气吹扫开架式海水气化器和相应的管道,以提高压力。
③然后通过PSV-11501A和PSV-11501B的旁路放空阀将压力降至大气压,此时,MV-115032D是关闭的。MV-115032C、MV-115032E和MV-115032F是开启的。这样重复几次直到氧气的体积分数低于2%、漏点温度为-60℃为止。
④关闭以上提到的所有气体排放手动阀,提高ORV的压力,并且提高氧氮源最大压力时相应管道的压力,并确保在这个压力条件下没有泄漏。
在这些措施下ORV已被惰化和干燥,接下来可开始ORV的冷却程序。用高压输出汇管来的LNG对ORV进行冷却,冷却程序执行如下:
①启动一台附加海水泵的ORV的海水循环(NO FALL-11502B是打开XV-11501的一个允许条件)。即:a.海水流量控制阀HCV-11502关闭。b.如果ORV海水分配装置已维修完,保证所有(CSP)ORV海水分配装置手动阀正确安装。c.打开其中一个海水手动阻断阀MV-115003和MV-115004。d.启动一台附加海水泵(泵的型号和运行的ORV相匹配)。e.建立ORV海水循环,通过位于码头控制室的HCV-11502现场总线控制(HIC-11502),使其运行在额定流量状态(FI-11502A和FI-11502B)6565m3/h。
②确保ORV天然气出口隔绝阀XV-11502打开。只有当出现如下情况,这个阀才关闭:a.通过它屏蔽了PALL-11502的情况。b.减压管在XV-11502、MV-115012间切断,并通过MV-115013和MV-115014燃烧。c.通过控制室按钮XHS-11502打开隔离阀。
③确保ORL LNG进口隔离阀XV-11501打开,如果在关闭状态应通过它屏蔽PALL-11502情况,在XV-11501和MV-115001间的减压管切断,并通过BLEED-115029燃烧,通过控制室按钮XHS-11502打开隔离阀。
④手动控制模式下,流量控制阀FCV-11501得完全维持在关闭状态。这个阀门FZIC-11501关闭位置被证实是ORV启动的一个允许条件。
⑤缓慢打开手动阀MV-115002,LNG自由进入入口管线,通过操作球阀MV-115005 CSP控制ORV的冷却速率。
⑥在ORV的LNG入口管线完全冷却下来以前,应该记录下同时发生的制冷步骤,通过MV-115013和MV-115014排到火炬来控制ORV系统压力。
⑦降温步骤被完成,当ORV系统压力(PI-11501、PI-11502和PI-11505)稳定升至HP输出压力(MV-115013和MV-115014)时,阀门都关闭。
⑧隔离阀开启到操作状态。打开MV-115001,关闭MV-115002,通过撤销控制转换器来重新调整PALL-115012状态。
⑨打开MV-115014到火炬,对MV-115012先校正压力,然后再打开MV-115012。
在这样的条件下,ORV被看做是在正常起动程序下的备用状态。
4)正常关闭。ORV有可能关闭并处于备用状态,其目的是维持ORV在温度较低的情况下出现停车而保持待命(当时常发生起跳/预期停车)。这样的情况下的程序为:关闭LNG进口控制阀FCV-11501和手动操作控制FIC-11501,并逐步关闭FCV-11501。在这些条件下ORV被看做是在备用状态并随时可以启动,即ORV处于既备用还要处于停车和被隔离状态,其目的是节省海水泵的耗能。
这样的情况下的严格程序为:
①关闭LNG进口阀(XV-11501)和定时器T1,即:a.XV-11501通过控制室推进按钮(XHS-11501)来关闭。b.启动定时器。
②ORV的NG输出管线隔离,即:a.控制定时器关闭(至少1min)。b.控制XV-11501完全关闭。c.然后通过控制室推进按钮来关闭NG出口阀(XV-11502)。
③关闭HCV-11501并停一台海水泵。
5)自动关闭。通过TALL-11501和PALL-11502来关闭LNG进出口而自动停车,ORV自动停车的精确程度同紧急停车按钮效果一样(HSS-11501-E-1101A停车)。
(4)浸没燃烧式气化器
1)SCV氮气净化。
①保持所有下面手动操作都关闭:a.排水阀到高压排(MV-115613和MV-115616,MV-115617和MV-115614)。b.HP燃烧集管控制阀(MV-115619和MV-115620)。c.LNG进口管线上两个手动滑轮阀(MV-115627A和MV-115627D)。d.在出口PSV-11561A上两个手动滑轮阀(MV-115618C和MV-115618D)。e.SCV LNG进口管线手动滑轮阀(MV-115626和MV-115628)。f.SCV LNG出口管线手动滑轮阀(MV-115629)。
②保持SCV LNG进口管线隔断阀(XV-11561)和SCV LNG出口管线隔断阀(XV-11562)关闭。
③使流量控制阀(FCV-11561)通过手动控制开启至开度为50%。
④通过连接在SCV的LNG进口管线上的SCV和相符的管子来连接(DIAG-115630)氮气吹扫,使压力降至旁路出口阀(VIAPSVS-11561A),一定气压使氧气体积分数低于2%,露点为-60℃。
⑤关闭以上提到的所有大气排放手动阀,并且提高SCV的压力,同时提高与氮气储罐最大压力相匹配管线的压力,保持在这个压力下没有泄漏。
2)SCV降温。从HP输出压力出来的LNG使SCV降温,当出现以下情况,则降温完成。
①最初在现场控制站顺序自启动SCV,确认燃烧器启动。提高水浴室温度到最小操作温度以上。
②保证SCV天然气输出管线上的隔离阀(XV-11562)是开的。如果这些阀门是关的则应该:a.控制PALL-11562的前提条件是打开其超越控制开关(OOS);b.打开MV-115619和MV-115620;c.通过控制室的按钮XHS-11562打开隔离阀。
③保证SCV的入口管线隔离阀(XV-11561)是开的。若阀是关的则应该:a.控制PALL-11562的前提条件是打开其超越控制开关(OOS)。b.在XV-11562和MV-115629之间的卸压管段经过MV-115619和MV-115620去火炬。c.通过控制室的按钮XHS-11561打开隔离阀。
④通过手动控制阀使流量控制阀FCV-11561维持完全关闭状态。允许SCV启动的前提条件是确认FZIC-11561阀是关闭的。
⑤手动缓慢开MV-115626阀,LNG进入空的管线。通过手动调节阀MV-15625CSP来控制SCV的降温速率。
⑥在SCV的LNG入口管线完全冷却下来以前,应该记录下同时发生的制冷步骤,通过MV-115619和MV-115620排到火炬来控制SCV系统的压力。
⑦降温步骤被完成,此时SCV系统压力(PI-11561、PI-11562和PI-11563)稳定升至高压泵输出压力(MV-115619和MV-115620都是关闭的)。
⑧隔离阀开启到操作状态,打开MV-115628、关闭MV-115626、通过撤销控制转换器来重新调整PALL-11562。
在这些条件下,SCV被看做是在正常启动程序下的备用模式。
3)正常启动。在正常操作状况下,操作员通过就地控制台启动的顺序如下:
①启动燃烧空气风机,监控压力(PT-11575)和流量(FIC-11572)。当风机启动时,燃烧器内的水将进入水槽,槽内水位升高。
②冷水泵起跳,监视卸料压力(PT-11565),使空气燃烧阀FCV-11572和FCV-11574调整到最大开度。
③开始火焰探测检查,吹扫燃烧器底部的主燃料气喷嘴,以清除燃料气管内的积水。关闭主燃料气放空阀XV-11577并打开通向主燃料气管嘴的阀门(XV-11576和XV-11578)10s。
④监控所有阀门的操作和位置。
⑤开始命令燃烧器60SEC净化返回到燃烧系统(XS-11563)增加能量来点燃导管燃烧器关闭导管排放阀(XV-11571),并开启导管燃烧煤气阀(XV-11570和XV-11572)。
⑥通过燃烧探测器(BE-11560和BE-11561)来检测燃烧,燃烧安全设施TIME S SEC和熄灭安全设施TIME S SEC。
⑦关闭INTERSTAGE开口阀(XV-11574)来激活点燃器和打开燃料气阀(XV-11570和XV-11572)。
⑧通过燃烧探测器(BE-11560和BE-11561)来检测燃烧。
⑨关闭主要出口阀(XV-11577),来点燃总管燃烧器和打开燃料气阀到主要燃烧器(XV-11576和XV-11578)。
⑩通过燃烧探测器(BE-11560和BE-11561)来检测燃烧。
⑪在AUTO上用水淋浴使温度控制(TIC-11562)保持水温在40℃左右。
⑫控制LNG进口控制阀(FCV-11561)并使其处于关闭的状态。
⑬打开气体出口阀(XV-11562)和LNG进口阀(XV-11561)。
⑭降温通过(FCV-11561)打开LNG进口控制阀FCV-11561和缓慢减小LNG的流量完成。
这里给出的启动程序是针对倒流管,SCV主要的启动程序是根据每个厂家提供的文献功能设计T653020-LIN-EQP-10.04-10001,它包括RO系统、PH控制系统和NOx控制系统的启动。
4)正常停车。气化器管线的停车联锁主要是以下四个方面。
①关闭LNG进口流量阀FCV-11561和LNG进口阀(XV-11561),其将开始计时。
②计时开始后,在大多数情况下LNG进口阀处于关闭状态,关闭气体出口阀(XV-11562)。
③关闭主要燃烧器气体阀以停止气化器燃烧器,调节燃烧空气阀到最小状态。
④推迟停止冷水泵后和停止空气燃烧气压缩机,气化器完全停车。
从SCV现场操作盘HSP-11560或DCS任选择一个都能使SCV停车。
应注意,一个OOS通过气体输入低压管线PALL-11562使XV-11561开启,可以阻止I-11562的联锁装置,以保证在压力降低的时候仍可以正常启动SCV(阻止“跳车”/维持停车)。
5)自动停车。通过PALL-11562、PALL-11575、PALL-11571和PAHH-11571阻止LNG进口阀和出口阀关闭和SCV组件停车,就可以阻止自动停车。SCV自动停车的效果同紧急电动按钮HS5-11562(E-1102停车)一样。
4.特殊的操作
(1)下游低压状态下启动泵 为了使输出集管压力升至高压,手动阀MV-111018和MV-114019在开泵之前必须关闭。此时泵进入再循环模式,阀门MV-114018在MV-114019开启前,可使输出集管升至高压。
(2)高压泵电力和仪表电缆管的氮气吹扫 动力与仪表电缆线管道均通过气氮来加压以防止空气与天然气进入电缆管。气氮从最近的站提供,并在压力传输装置控制下升至0.2MPa。此时关闭隔离阀,控制室里的压力指示器对氮气的压力进行监视。一个低压罐报警设置在0.1MPa以侦测到有无气体泄漏到大气中,而一个侦测NG泄漏情况的高压入口被设置在0.3MPa以检查泵是否有故障。
(3)气体储存 为了能给出一个更为经济的方法来确保交付给客户的用气达到最大值,尤其在耗气量较低时段及进气在高峰期时,调节给用气体具有易集在用户管线中这个优点,就可以得到利用;也就是为何在首站要设计可以确保的输出流量时的输出压力范围为7.85~8.83MPa之间(首站管线输出压力的最小需要值)。
主要的天然气输出集管压力将因此升高到较高的压力,即尽可能地使管道内聚集气体量增加。当首站出现供气中断的情况时,依然可以依靠聚集的气体来维持最小的供气。在任何情况下,首站的输出压力必须得到控制,以保持在7.85~8.83MPa之间。
(4)调峰供气 接收站在设计时考虑了气体需求的每日变化和每周变化趋势。首站预期的输出流量在24h里应可以满足大约10∶1的最大波动。最大输出流量应大约保持16h,而最小输出流量约为8h。最大与最小输出流量的波动大约在30~60min,每天的输出流量会有两个相对平稳的时期和两个波动较大的时期。
通过调整流向气化器的LNG流量可以在稳定输出期对输出流量进行控制,当接收站总管的压力下降(由于用气量增加),进入气化器里的LNG流量将增加以满足需求,反之也一样。同样,高压泵也将按照其性能曲线在允许的操作范围内运行。这时,接收站将在一种自动模式下运行。
在输出量波动期间,因为气化器的具体运行范围为10%~100%,所以每天基本上没有必要开/关气化器。对系统来说,当输出时运行在他们可接受的范围下,高压泵可以再按要求停止。相反,当流量要求增加时,超出它可接受的范围,需要开启备用的高压泵。
总之,手动开关设备是一种“粗放”控制,一般用来调节一天中的两次比较大的需求波动。而气化器进口处流量控制阀调节则是一种“精细”控制,对较小的需求变化进行控制。
5.紧急关停
(1)输出紧急关停
1)紧急按钮。接收站内的紧急按钮HSS-11201能使正常输出紧急关闭。
当接收站出现重大问题,如再冷凝器下游的大量LNG泄漏需要隔断LP输出,关闭再冷凝器和高压泵时,紧急按钮将启用。在HP输出系统中出现这种情况时,不需要执行特殊的操作。
每一台高压泵和ORV单独停车时,都配有紧急按钮。如果某一台气化器突然停车,高压排放系统没有立即要求采取措施,只能启动一台备用的气化器来满足用户的要求;如果某一台高压泵紧急停车,气化器的要求将在运行的泵共享。如果高压泵不能满足要求,那就要启动一台高压备用泵。特别地,如果两台泵运行时满足300t/h的低排放,一台泵停车时,操作员必须临时限制LNG的要求,直到一台备用泵启动和LNG进入气化器的流量恢复到300t/h的流量要求。
2)自动关闭。如果排放总管处于高高压力时,XVS到气体用户流量限制将通过I-11920自动关闭。在这些过程发生之前,将发出预警信号,在这个过程输送之后要重新启动输送,使从干线气体输送系统到火炬的气体降压。
当再冷凝器直接和高压泵的进口管相连接时,如果再冷凝器的液面降低,或者下游的再冷凝器的LNG蒸气压过高,高压泵将通过I-11202和I-11205独立运行,在这些过程发生之前,预先报警信号已发出。
(2)高压泵 高压输送泵P-1105的紧急停车,可通过一个按钮来控制。HSS-11405引发了联锁I-11402或通过公共的停车按钮HSS-11201(ESD再冷凝器和高压泵按钮)。高压泵的停车让泵的电动机停止,使所有相关联的阀门处于安全位置。泵的操作条件偏离,同样可以导致紧急停车(LAL-11401、PAHH-11403、PAHH-11404、FALL-40113)。另外,高压泵停车的详细过程,安全联锁和公共接收站的故障相关,这些故障可以引起泵的停车。
(3)海水开架式气化器ORV紧急停车由HSS-11505(I-11505)来实现,ESD按钮位于CRR、ORV紧急停车的措施是通过关闭ORV的进口和出口隔离阀来使装置隔离。
1)关闭LNG进口隔离阀E-1101A(XV-11501)。
2)关闭NG进口隔离阀E-1101A(XV-11502)和出口阀XV-11502,关闭在时间推迟之后,关闭进口阀是为了避免当ORV完全隔离时海水将LNG气化。
(4)浸没燃烧式气化器SCV的紧急停车由HSS 11562(I-11565)来实现,ESD按钮位于CCR、SCV紧急停车的措施是通过关闭SCVD进口和出口隔离阀来隔离装置,并且启动E-1102A停车。
1)关闭LNG进口隔离阀E-1102A(XV-11561)。
2)关闭NG出口隔离阀E-1102A(XV-11562),在进口阀关闭之后还应推迟一段时间关闭出口阀XV-11562,关闭进口阀是为了避免当SCV完全隔离时海水使LNG气化。
3)E-1102A停车系统启动。
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