LNG儲(chǔ)罐低溫潛液泵安裝工藝

張泉

(海洋石油工程股份有限公司,天津 300461)

隨著LNG清潔能源的快速發(fā)展,作為LNG儲(chǔ)罐核心動(dòng)力設(shè)備的低溫潛液泵的安裝也引起了相關(guān)從業(yè)人員的關(guān)注。LNG儲(chǔ)罐低溫潛液泵的安裝因其工藝的復(fù)雜性,長期以來一直由國外的低溫潛液泵供應(yīng)商完成。探討LNG儲(chǔ)罐低溫潛液泵安裝工藝對(duì)于推進(jìn)LNG低溫潛液泵國產(chǎn)化有積極意義。

1 LNG儲(chǔ)罐低溫潛液泵工作環(huán)境

LNG儲(chǔ)罐低溫潛液泵的作用是外輸LNG和建立儲(chǔ)罐保冷循環(huán)。LNG低溫潛液泵安裝在LNG儲(chǔ)罐的泵井中,潛液泵和電機(jī)完全浸沒在LNG液體中運(yùn)行。LNG氣化臨界溫度為-162℃,因此LNG潛液泵的工作環(huán)境為低于-162℃的密閉環(huán)境。為防止LNG潛液泵吊出泵井檢修時(shí)LNG泄漏,需在儲(chǔ)罐的泵井底部法蘭位置安裝底閥,將LNG液體與潛液泵泵體隔離。

LNG儲(chǔ)罐潛液泵是深井安裝,必須借助鋼纜吊裝,在安裝過程中無法對(duì)潛液泵的姿態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確控制;潛液泵的泵體、電機(jī)、電纜、鋼絲繩的重量較大,需要將這些附件同時(shí)安裝在泵井井蓋的下方,因此安裝工藝要求較高。

2 LNG儲(chǔ)罐低溫潛液泵的安裝

(1)泵井測(cè)試。LNG儲(chǔ)罐的泵井較深,為了檢查泵井管的安裝質(zhì)量,驗(yàn)證其內(nèi)徑尺寸能否保證潛液泵順利通過,需要在潛液泵安裝前用與泵體相同外觀尺寸的假泵模型進(jìn)行泵井測(cè)試。假泵模型通常委托潛液泵生產(chǎn)廠制作。假泵模型見圖1。

(2)底閥組件安裝。為了有效隔離儲(chǔ)罐內(nèi)的超低溫LNG液體,便于投產(chǎn)后對(duì)潛液泵進(jìn)行檢修和回裝,泵井底部裝有底閥。底閥在不受力時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài),當(dāng)LNG儲(chǔ)罐潛液泵安裝完成后,受到潛液泵的重力作用,底閥將處于打開狀態(tài),儲(chǔ)罐空間與泵井聯(lián)通,L NG液體進(jìn)入泵井;當(dāng)潛液泵被提離泵井時(shí),底閥在彈簧和儲(chǔ)罐內(nèi)靜壓的共同作用下關(guān)閉,將低溫LNG液體與潛液泵隔離,便可對(duì)潛液泵進(jìn)行檢修。底閥組件由泵井連接器和底閥兩部分組成。泵井連接器與泵井管下法蘭用螺栓連接。安裝前需首先在泵井連接器安裝螺栓孔附近標(biāo)記螺栓的擰緊順序,然后與泵井下法蘭連接,并適當(dāng)預(yù)緊;然后檢查、測(cè)量、調(diào)整泵井下法蘭與泵井連接器主法蘭對(duì)齊偏差,使底閥組件的對(duì)齊偏差少于1 m m,最后按已標(biāo)記的擰緊順序?qū)⒙菟菽笖Q緊到指定的緊固力矩,并用不銹鋼鎖絲以循環(huán)方式將相鄰螺母鎖住。底閥組件見圖2。

圖1 假泵模型

(3)泵組件安裝。泵組件包括泵體、泵頂部線纜。泵組件安裝前如果需要,應(yīng)進(jìn)行干燥處理,防止預(yù)冷試車時(shí)凝結(jié)水結(jié)冰造成泵體卡滯或損壞。泵頂部的線纜包括4根電氣電纜(三相四線制)、1根儀表電纜、1根支撐鋼絲繩、1根提升鋼絲繩。為便于現(xiàn)場(chǎng)安裝,前三項(xiàng)成束供應(yīng),合稱電纜/支撐鋼絲繩束。泵體頂部的線纜接頭長期浸沒在-162℃以下的超低溫LNG液體中,危險(xiǎn)等級(jí)較高,應(yīng)確保一次連接可靠、準(zhǔn)確。

1)首先安裝潛液泵的電力電纜和儀表電纜,之后進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)試,再對(duì)LNG儲(chǔ)罐潛液泵進(jìn)行手動(dòng)盤車檢查,確認(rèn)潛液泵轉(zhuǎn)子組件能正常運(yùn)轉(zhuǎn),無卡滯。2)將提升鋼絲繩連接在吊機(jī)滾筒上,用卸扣,將提升鋼絲繩、支撐鋼絲繩、扇形提升板、泵體吊耳連接在一起,具體如圖3。3)控制吊機(jī)將潛液泵以緩慢的速度降入泵井,泵體下放過程中應(yīng)對(duì)電纜/支撐鋼絲繩束進(jìn)行管理和控制,避免過度彎曲或損傷,同時(shí)輸送電纜/支撐鋼絲繩進(jìn)入泵井內(nèi)。4)繼續(xù)下放泵體至支撐棒完全壓在墊木上、提升鋼絲繩變得松弛時(shí),將提升鋼絲繩從吊機(jī)主鉤滾筒上拆下,為吊機(jī)更換普通鋼絲繩。

(4)泵井頂蓋安裝。應(yīng)在提升軸的頂端安裝稱重彈簧秤測(cè)量潛液泵的重量。因底閥安裝后,一旦投入使用,便無法對(duì)其進(jìn)行檢修,也無法掌握底閥的開度,所以LNG儲(chǔ)罐低溫潛液泵初次安裝時(shí)要記錄底閥開啟時(shí)的提升軸初始高度,并繪制彈簧秤示重-提升軸高度曲線作為泵體回裝時(shí)的參考。在提升軸頂部測(cè)量和記錄從壓縮板表面到吊環(huán)螺栓之間的距離,每10 mm軸行程記錄彈簧秤示重,當(dāng)泵的重量打開底閥時(shí),彈簧秤示重會(huì)變小,直到提升鋼絲繩變得松弛,彈簧秤示重量穩(wěn)定為止。將電纜分別連接到頂板下方電纜支架上,將剩余的提升鋼絲繩纏繞到鋼絲繩支架上,并留出1米左右的余量。按照指定的力矩將泵井頂蓋與泵井頂部法蘭用螺栓進(jìn)行緊固。

圖2 底閥組件

圖3 泵頂部線纜連接示意圖

(5)將動(dòng)力電纜和儀表電纜進(jìn)行接線,并對(duì)連接的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè),確保連接無誤,然后將線纜采取保護(hù)措施,安裝保護(hù)套,并將其固定。將安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清理,至此LNG儲(chǔ)罐潛液泵安裝流程基本完成。

3 結(jié)語

LNG低溫潛液泵是LNG接收站和儲(chǔ)罐的重要設(shè)備,應(yīng)用廣泛。隨著我國液化天然氣的需求不斷增長,大量LNG接收站和儲(chǔ)罐的規(guī)劃建設(shè),LNG低溫潛液泵將迎來需求高峰,了解和掌握LNG低溫潛液泵的相關(guān)技術(shù),有助于LNG低溫潛液泵的正確安裝和維護(hù),具有十分重要的意義。

[1] 羅資琴,任永平,陳樹平,等.LNG低溫潛液泵結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)分析[J].低溫與超導(dǎo),2012,40(7)：13-16.