LNG储罐低温潜液泵安装工艺

2018-03-01张泉

中国科技纵横 2018年2期

张泉

(海洋石油工程股份有限公司,天津 300461)

随着LNG清洁能源的快速发展,作为LNG储罐核心动力设备的低温潜液泵的安装也引起了相关从业人员的关注。LNG储罐低温潜液泵的安装因其工艺的复杂性,长期以来一直由国外的低温潜液泵供应商完成。探讨LNG储罐低温潜液泵安装工艺对于推进LNG低温潜液泵国产化有积极意义。

1 LNG储罐低温潜液泵工作环境

LNG储罐低温潜液泵的作用是外输LNG和建立储罐保冷循环。LNG低温潜液泵安装在LNG储罐的泵井中,潜液泵和电机完全浸没在LNG液体中运行。LNG气化临界温度为-162℃,因此LNG潜液泵的工作环境为低于-162℃的密闭环境。为防止LNG潜液泵吊出泵井检修时LNG泄漏,需在储罐的泵井底部法兰位置安装底阀,将LNG液体与潜液泵泵体隔离。

LNG储罐潜液泵是深井安装,必须借助钢缆吊装,在安装过程中无法对潜液泵的姿态进行准确控制;潜液泵的泵体、电机、电缆、钢丝绳的重量较大,需要将这些附件同时安装在泵井井盖的下方,因此安装工艺要求较高。

2 LNG储罐低温潜液泵的安装

(1)泵井测试。LNG储罐的泵井较深,为了检查泵井管的安装质量,验证其内径尺寸能否保证潜液泵顺利通过,需要在潜液泵安装前用与泵体相同外观尺寸的假泵模型进行泵井测试。假泵模型通常委托潜液泵生产厂制作。假泵模型见图1。

(2)底阀组件安装。为了有效隔离储罐内的超低温LNG液体,便于投产后对潜液泵进行检修和回装,泵井底部装有底阀。底阀在不受力时处于关闭状态,当LNG储罐潜液泵安装完成后,受到潜液泵的重力作用,底阀将处于打开状态,储罐空间与泵井联通,L NG液体进入泵井;当潜液泵被提离泵井时,底阀在弹簧和储罐内静压的共同作用下关闭,将低温LNG液体与潜液泵隔离,便可对潜液泵进行检修。底阀组件由泵井连接器和底阀两部分组成。泵井连接器与泵井管下法兰用螺栓连接。安装前需首先在泵井连接器安装螺栓孔附近标记螺栓的拧紧顺序,然后与泵井下法兰连接,并适当预紧;然后检查、测量、调整泵井下法兰与泵井连接器主法兰对齐偏差,使底阀组件的对齐偏差少于1 m m,最后按已标记的拧紧顺序将螺栓螺母拧紧到指定的紧固力矩,并用不锈钢锁丝以循环方式将相邻螺母锁住。底阀组件见图2。

图1 假泵模型

(3)泵组件安装。泵组件包括泵体、泵顶部线缆。泵组件安装前如果需要,应进行干燥处理,防止预冷试车时凝结水结冰造成泵体卡滞或损坏。泵顶部的线缆包括4根电气电缆(三相四线制)、1根仪表电缆、1根支撑钢丝绳、1根提升钢丝绳。为便于现场安装,前三项成束供应,合称电缆/支撑钢丝绳束。泵体顶部的线缆接头长期浸没在-162℃以下的超低温LNG液体中,危险等级较高,应确保一次连接可靠、准确。

1)首先安装潜液泵的电力电缆和仪表电缆,之后进行检测和测试,再对LNG储罐潜液泵进行手动盘车检查,确认潜液泵转子组件能正常运转,无卡滞。2)将提升钢丝绳连接在吊机滚筒上,用卸扣,将提升钢丝绳、支撑钢丝绳、扇形提升板、泵体吊耳连接在一起,具体如图3。3)控制吊机将潜液泵以缓慢的速度降入泵井,泵体下放过程中应对电缆/支撑钢丝绳束进行管理和控制,避免过度弯曲或损伤,同时输送电缆/支撑钢丝绳进入泵井内。4)继续下放泵体至支撑棒完全压在垫木上、提升钢丝绳变得松弛时,将提升钢丝绳从吊机主钩滚筒上拆下,为吊机更换普通钢丝绳。

(4)泵井顶盖安装。应在提升轴的顶端安装称重弹簧秤测量潜液泵的重量。因底阀安装后,一旦投入使用,便无法对其进行检修,也无法掌握底阀的开度,所以LNG储罐低温潜液泵初次安装时要记录底阀开启时的提升轴初始高度,并绘制弹簧秤示重-提升轴高度曲线作为泵体回装时的参考。在提升轴顶部测量和记录从压缩板表面到吊环螺栓之间的距离,每10 mm轴行程记录弹簧秤示重,当泵的重量打开底阀时,弹簧秤示重会变小,直到提升钢丝绳变得松弛,弹簧秤示重量稳定为止。将电缆分别连接到顶板下方电缆支架上,将剩余的提升钢丝绳缠绕到钢丝绳支架上,并留出1米左右的余量。按照指定的力矩将泵井顶盖与泵井顶部法兰用螺栓进行紧固。