LNG接收站設(shè)備檢維修環(huán)境優(yōu)化策略

林素輝(中海福建天然氣有限責(zé)任公司，福建 莆田 351100)

0 引言

液化天然氣(liquef ied natural gas, LNG)是一種清潔優(yōu)質(zhì)能源，近年來(lái)，世界天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量均呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)。從我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展看，加快天然氣的開(kāi)發(fā)利用，對(duì)改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

LNG是將天然氣經(jīng)過(guò)凈化處理，除去水、二氧化碳、硫之類的雜質(zhì)以及重碳?xì)浠衔?，然后采用深冷工藝將氣體冷卻到-162℃，變成液態(tài)天然氣。LNG是天然氣的一種獨(dú)特的儲(chǔ)存和運(yùn)輸形式，它有利于天然氣的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、降低天然氣的儲(chǔ)存成本、氣態(tài)天然氣的回收、城市天然氣調(diào)峰等。同時(shí)，由于天然氣在液化前進(jìn)行了凈化處理，所以它比管道輸送的天然氣更為潔凈。LNG接收站是接卸、儲(chǔ)存、輸送LNG的場(chǎng)所，主要設(shè)備包括低壓泵、高壓泵、海水泵等機(jī)泵及配套的電力、儀表等生產(chǎn)設(shè)施，為保證接收站關(guān)鍵設(shè)備長(zhǎng)期安全平穩(wěn)運(yùn)行，需對(duì)接收站關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行定期檢維修，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷隱患，確保其長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行[1-6]。

我國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，尤其是沿海發(fā)達(dá)地區(qū)由于經(jīng)發(fā)達(dá)而天然氣供應(yīng)緊缺，自2006年中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)海油”)在深圳大鵬的第1個(gè)LNG接收站建成投產(chǎn)起，經(jīng)過(guò)10余年的快速發(fā)展，已經(jīng)形成了較為完整的LNG產(chǎn)業(yè)鏈[7-8]。目前，國(guó)內(nèi)已建成20余座LNG沿海接收站(含LNG儲(chǔ)備庫(kù))，年接收能力已超9 000萬(wàn)噸。隨著LNG接收站長(zhǎng)期運(yùn)行，接收站關(guān)鍵設(shè)備檢維修工作也隨即提上日程。由于接收站設(shè)備檢維修工藝設(shè)備的復(fù)雜性、介質(zhì)的易燃易爆、施工作業(yè)種類繁多和立體交叉性，使得接收站關(guān)鍵設(shè)備自主大修中存在重大、高風(fēng)險(xiǎn)吊裝作業(yè)，長(zhǎng)距離運(yùn)輸產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)備高處墜落、側(cè)翻，作業(yè)場(chǎng)地局限性等難點(diǎn)?；诖耍緳z維修團(tuán)隊(duì)通過(guò)國(guó)內(nèi)外調(diào)研研究，結(jié)合國(guó)內(nèi)接收站關(guān)鍵設(shè)備檢維修特點(diǎn)，自主開(kāi)發(fā)了低壓泵吊裝防墜落裝置、高壓泵檢修專用平臺(tái)、海水泵部件運(yùn)輸裝置，優(yōu)化了檢維修策略，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了降本增效。

1 低壓泵吊裝防墜落裝置

8ECR-122型LNG低壓泵在以往的檢維修過(guò)程中，從泵井底部吊裝至LNG儲(chǔ)罐頂部過(guò)程中，只使用一條吊裝用鋼絲，吊裝至一定高度的低壓泵若罐頂?shù)鯔C(jī)發(fā)生無(wú)法剎車故障或滑鉤，將會(huì)快速墜落至罐底，可能造成巨大的設(shè)備損失，且LNG儲(chǔ)罐一旦投用很難停工檢修，若泵墜落產(chǎn)生碎片將極難從運(yùn)行中的儲(chǔ)罐中清除，給同一儲(chǔ)罐內(nèi)的其他低壓泵運(yùn)行帶來(lái)隱患。針對(duì)以上問(wèn)題，公司檢維修團(tuán)隊(duì)通過(guò)研發(fā)新型LNG低壓泵吊裝專用卷盤，實(shí)現(xiàn)了在低壓泵吊裝過(guò)程中增加第二層保護(hù)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)卷盤與單向棘輪鎖定裝置同軸設(shè)計(jì)，將電纜、振動(dòng)信號(hào)線、操作鋼絲繩和方向鎖定棘輪裝置設(shè)計(jì)為同步旋轉(zhuǎn)。第二層保護(hù)裝置如圖1和圖2所示。反向鎖定裝置實(shí)現(xiàn)卷盤的單向旋轉(zhuǎn)，緊急情況下反向制動(dòng)。該裝置的運(yùn)用，有效降低了LNG低壓泵從罐底吊裝至罐頂過(guò)程中的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高了LNG低壓泵吊裝過(guò)程中的安全性，避免吊裝過(guò)程中低壓泵墜落可能造成的巨大設(shè)備損失及可能對(duì)后期LNG儲(chǔ)罐運(yùn)行造成的隱患。

圖1 單向鎖定裝置示意圖

圖2 低壓泵吊裝防墜落裝置

2 高壓泵檢修專用平臺(tái)

8ECC-1510型LNG高壓泵的解體從泵入口至泵出口倒置進(jìn)行，而泵井蓋與泵的出口管線、回流管線、儀表接線管、電氣接線管為一個(gè)整體，在無(wú)專用平臺(tái)的情況下無(wú)法倒立放置。檢維修團(tuán)隊(duì)人員根據(jù)高壓泵的出口總管、回流管線、儀表接線管、電氣接線管結(jié)構(gòu)尺寸，專門定制與法蘭連接的法蘭座，同時(shí)將底板面積擴(kuò)大，增加與檢修場(chǎng)地的接觸面積，防止高壓泵在檢修過(guò)程中出現(xiàn)側(cè)翻，有效地實(shí)現(xiàn)了高壓泵的倒立，且泵出口管線、回流管線等均不受力，高壓泵檢修專用平臺(tái)如圖3所示。

圖3 高壓泵檢修專用平臺(tái)

3 海水泵房改造

海水泵房為全封閉式設(shè)計(jì)，在海水泵檢修時(shí)須在泵房頂部開(kāi)檢修天窗，將電機(jī)、泵筒等泵部件通過(guò)移動(dòng)式吊車提升超13 m越過(guò)泵房頂部后平移至外部開(kāi)闊空間。海水泵吊裝時(shí)吊裝跨度大，且移動(dòng)式吊車在泵房外部，起吊部件在泵房?jī)?nèi)部，吊裝操作人員無(wú)法直接觀察到起吊部件的實(shí)時(shí)情況，對(duì)吊車作業(yè)人員提出了極高的要求，此種檢修吊裝方案具有吊裝難度高、風(fēng)險(xiǎn)大、吊裝時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高的缺點(diǎn)，吊裝期間通往生活區(qū)的道路須長(zhǎng)時(shí)間征用以放置100 t移動(dòng)式吊機(jī)，影響員工的正常通行。

針對(duì)海水泵吊裝主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)和難點(diǎn)，檢維修團(tuán)隊(duì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)地面進(jìn)行改造，鋪設(shè)轉(zhuǎn)移軌道、運(yùn)輸小車、設(shè)計(jì)可活動(dòng)軌道等措施，對(duì)于在叉車載荷范圍內(nèi)部件利用叉車進(jìn)行運(yùn)輸；對(duì)于超出叉車載荷部件，利用運(yùn)輸小車，將電機(jī)放置、固定在運(yùn)輸小車上，利用分段式軌道將電機(jī)運(yùn)送至廠房外部開(kāi)闊場(chǎng)地，通過(guò)運(yùn)輸小車將重約10 t的電機(jī)等較大、較重的部件；使用可拆卸門檻替代原固定是門檻(圖4)，實(shí)現(xiàn)消除泵房?jī)?nèi)外地高度差，為叉車在泵房?jī)?nèi)外通行消除了障礙，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備較小件部件雙向運(yùn)輸，改造完成后，極大降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，并節(jié)省泵房頂部開(kāi)檢修孔改造費(fèi)、措施費(fèi)及重大設(shè)備吊裝費(fèi)等。另針對(duì)門檻雨季可能出現(xiàn)的滲水情況，在門檻底部及2個(gè)側(cè)面增加密封條設(shè)計(jì)，解決了防水問(wèn)題。海水泵檢維修過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)圖片如圖5和圖6所示。

圖4 內(nèi)外地面鋪平并設(shè)計(jì)可活動(dòng)門檻

圖5 利用軌道轉(zhuǎn)移部件

圖6 利用叉車轉(zhuǎn)移部件

4 檢修車間地面改造

圖7 檢修車間地面改造

LNG接收站檢修車間原設(shè)計(jì)高度無(wú)法滿足LNG接收站高壓泵大修高度空間要求，往年大修都在另外尋找檢維修廠地開(kāi)展，存在以下2個(gè)不足：外部檢修場(chǎng)地行車操作、指揮均需外包，需要另外支付行車司機(jī)及指揮人員費(fèi)用且溝通交流不暢；進(jìn)行長(zhǎng)距離的運(yùn)輸，運(yùn)輸過(guò)程及運(yùn)輸中產(chǎn)生的振動(dòng)都可能造成風(fēng)險(xiǎn)，增加檢修過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)。經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、空間布局等進(jìn)行勘察，主要采用兩項(xiàng)措施對(duì)現(xiàn)有維修車間進(jìn)行改造：將原地面高度降低2/3，并在地面開(kāi)挖檢修井，將高壓泵檢修專用檢修平臺(tái)放置于檢修井內(nèi)，充分利用了現(xiàn)有空間高度，可以實(shí)現(xiàn)就近檢修，且降低了高壓泵檢修側(cè)翻的風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約檢維修措施費(fèi)或減少了檢修過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制點(diǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

檢維修團(tuán)隊(duì)通過(guò)自主研發(fā)、制作關(guān)鍵設(shè)備大修的專用工具、檢修平臺(tái)及對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境改造等措施，優(yōu)化了LNG接收站關(guān)鍵設(shè)備自主化維修策略，有效降低了關(guān)鍵設(shè)備檢維修作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也可在一定程度上減少了工作量及強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了降本增效。檢維修團(tuán)隊(duì)通過(guò)專用工具的研發(fā)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的改造達(dá)到優(yōu)化檢維修策略的目的，不僅有利于LNG接收站關(guān)鍵設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，同時(shí)也是降低維檢修費(fèi)用，取得經(jīng)濟(jì)效益的直接有效途徑，可進(jìn)一步推廣應(yīng)用于其他類型設(shè)備，在業(yè)內(nèi)也有一定的借鑒價(jià)值。