張發(fā)，張晨曦，王楊健，劉佳，高指林

（海洋石油工程股份有限公司， 天津 300452）

圖1 酸性氣體吸收塔

大型塔器設(shè)備在建造階段的完整的罐內(nèi)施工工藝不僅可以減少設(shè)備內(nèi)清潔的重復(fù)施工，優(yōu)化與各交叉工藝，節(jié)省成本，縮短工期，而且可以控制在建造階段其他作業(yè)對罐內(nèi)清潔的影響，保證罐內(nèi)的清潔，保證模塊在投產(chǎn)后的順利運行。本文以YAMAL LNG項目脫酸氣體模塊酸性氣體吸收塔為例，探討LNG模塊在建造過程中大型塔器設(shè)備的罐內(nèi)施工工藝。在項目的建造階段，罐內(nèi)塔內(nèi)件的安裝，脫脂清洗工藝，罐嘴系統(tǒng)法蘭的恢復(fù)，系統(tǒng)的氣密性試驗和系統(tǒng)最大壓力測試，以及管線的保溫，分屬于不同的專業(yè)，各專業(yè)施工會存在交叉影響，本文通過梳理罐內(nèi)施工的流程與交叉作業(yè)的影響，梳理出完整的罐內(nèi)施工工藝流程，同時通過項目經(jīng)驗總結(jié)出注意事項。設(shè)備概況見表1。

表1

1 準(zhǔn)備工作

1.1 設(shè)備驗收

根據(jù)設(shè)備到貨清單和技術(shù)文件，對設(shè)備及其零部件按名稱、規(guī)格、型號逐一清點、登記和檢查，其中重要的零部件還需按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗，形成檢驗記錄。設(shè)備到貨后，檢查隨罐壓力表，必要時需開罐檢驗，防止設(shè)備在運輸過程中造成設(shè)備內(nèi)積水、生銹，以防止影響設(shè)備在最終封罐時的檢查清潔。如有問題應(yīng)及時反饋業(yè)主或廠家進(jìn)行整改和處理。設(shè)備人孔和管口法蘭可以在設(shè)備吊裝、安裝完成后進(jìn)行單獨的法蘭檢查報驗。設(shè)備的配件包括填料和人孔法蘭，對照技術(shù)文件，需確認(rèn)數(shù)量和規(guī)格型號，形成檢驗記錄，登記提交相關(guān)部門。

設(shè)備入場開罐檢查完成后，對設(shè)備進(jìn)行充氮保護(hù)，壓力0.5bar，并安裝壓力表，設(shè)備入庫后，應(yīng)定期檢查設(shè)備內(nèi)壓力，并及時補(bǔ)充罐壓。

1.2 設(shè)備的吊裝和安裝

設(shè)備的吊裝作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，并按照技術(shù)方案進(jìn)行作業(yè)，酸性氣體吸收塔的吊裝作業(yè)編制了單獨的吊裝方案，設(shè)備吊裝完成后，通過對設(shè)備裙座的找正調(diào)平，以滿足設(shè)備的安裝精度要求，設(shè)備安裝精度報檢合格后對設(shè)備進(jìn)行灌漿。

2 填料及塔內(nèi)件安裝

設(shè)備安裝完成后，設(shè)備開罐，進(jìn)行人孔法蘭的報驗合格后，開始設(shè)備內(nèi)填料及塔內(nèi)件安裝工作。

2.1 隔離鎖定

在塔器內(nèi)工作都屬于受限空間作業(yè)，需嚴(yán)格遵守國家關(guān)于受限空間的法律法規(guī)。進(jìn)入罐內(nèi)設(shè)備工作前，應(yīng)對設(shè)備執(zhí)行隔離鎖定，隔離點和隔離方式應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況選取，在填料及塔內(nèi)件安裝作業(yè)時，隔離點選在設(shè)備罐嘴加盲板隔離。

進(jìn)罐工作前要有良好的通風(fēng)，并經(jīng)相關(guān)人員進(jìn)行氣體測試，確定密閉空間內(nèi)氧氣含量和可燃?xì)怏w、有毒氣體、蒸汽等成分的濃度合格后，方可進(jìn)罐工作。

2.2 罐內(nèi)腳手架的搭設(shè)

罐內(nèi)腳手架的搭設(shè)應(yīng)根據(jù)施工要求編制合理的腳手架搭設(shè)方案，滿足施工強(qiáng)度要求，同時腳手架不能損傷設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件，人孔法蘭需要使用膠合板、膠條、鋼板等保護(hù)。為避免刮傷容器內(nèi)表面，腳手架腿和容器殼體之間采用無釘木或其他保護(hù)措施。罐內(nèi)腳手架材料應(yīng)清潔無銹。

2.3 塔內(nèi)件的安裝

塔內(nèi)件是塔內(nèi)設(shè)備的簡稱。塔內(nèi)件的類型和規(guī)格較多，不同的設(shè)備有不同類型的塔內(nèi)件。但每種類型的塔內(nèi)件，均由于尺寸限制，多為散裝到貨。在建造階段，為提高施工效率，應(yīng)編制預(yù)組裝方案以提前組裝零件，同時應(yīng)滿足人孔尺寸和空間要求。酸性氣體吸收塔體積巨大，罐內(nèi)塔內(nèi)件和填料安裝工作量較大。如圖2、圖3，酸性氣體吸收塔填料床分為BED-1、BED-2、BED-3，罐內(nèi)施工從上部人孔到下部人孔。

圖2 BED-1、BED-2波紋板填料

圖3 BED-3環(huán)形填料

從人孔5安裝填料床BED-1，填料支撐格柵的安裝，BED-1波紋板填料的安裝，槽式分布器的安裝，收集管的安裝。填料床BED-1安裝完成后，移除罐內(nèi)工具，最終清潔檢查確認(rèn)，人孔5box-up，人孔螺栓按照要求分布打扭矩。

從人孔4安裝填料床BED-2，填料支撐格柵的安裝，BED-2波紋板填料的安裝，填料限位格柵的安裝，葉片式收集器的安裝。填料床BED-2安裝完成后，移除罐內(nèi)工具，最終清潔檢查確認(rèn)，人孔4box-up，人孔螺栓按照要求分布打扭矩[1]。

人孔3臨時關(guān)閉，人孔螺栓按照要求分布打扭矩。

移除隔離鎖定在設(shè)備管口所加的盲板，釋放配管專業(yè)恢復(fù)罐嘴與系統(tǒng)管線的連接。

注意事項：

(1)當(dāng)材料或設(shè)備進(jìn)入罐內(nèi)時要采取必要的安全保護(hù)措施。

(2)內(nèi)部件安裝前要對內(nèi)表面進(jìn)行清潔和檢查。內(nèi)部件安裝時，應(yīng)做好防塵和防污保護(hù)；對已安裝的支撐環(huán)和附件表面，禁止熔渣、塵土、油脂和水垢與設(shè)備的接觸。

(3)BED-1、BED-2波紋板填料分層安裝，上一層與下一層的夾角為45°。

(4)內(nèi)部件每一層安裝完成后，均應(yīng)報檢，對照項目規(guī)格書或廠家資料檢查填料支撐格柵之間的螺栓扭矩等，每一步檢查都應(yīng)有相應(yīng)的記錄。

(5)填料床BED-3位于罐底部，為避免設(shè)備在與系統(tǒng)脫脂清洗過程中在罐底沉積雜質(zhì)，無法清除，底部BED-3填料在脫脂清潔之后安裝，所以設(shè)備人孔MW3在脫脂之前需臨時關(guān)閉。

2.4 罐內(nèi)脫脂清洗

酸性氣體吸收塔位于脫酸氣體模塊，按照工藝要求，酸性氣體吸收塔所在系統(tǒng)需進(jìn)行整體脫脂，以除去設(shè)備表面和內(nèi)部件在加工時沾上的潤滑油、防銹油，貯存期間的油封，模制時的脫膜劑以及磨拋光時沾上的拋光膏等，以防止油脂在投產(chǎn)后對工藝管線產(chǎn)生影響，甚至與輸送甲烷等與油脂混合而產(chǎn)生爆炸。

酸性氣體吸收塔脫脂前設(shè)備上所有罐嘴與管線均連接完成，脫脂劑從設(shè)備C口進(jìn)入，通過槽式分布器對填料床BED-1和BED-2塔內(nèi)件和填料進(jìn)行脫脂清洗，最終經(jīng)罐底管口D排出。脫脂清洗按照項目規(guī)格書要求達(dá)標(biāo)后釋放。

2.5 罐內(nèi)剩余塔內(nèi)件的安裝

酸性氣體吸收塔隨系統(tǒng)脫脂清洗完成后，可以進(jìn)行罐內(nèi)BED-3填料的安裝。

進(jìn)罐前的隔離鎖定保護(hù)，由于此時設(shè)備罐嘴法蘭已基本完成正式的法蘭管理，所以此次的隔離點根據(jù)現(xiàn)場管線的連接情況，在罐嘴之后的下一個閥門處，將閥門關(guān)閉并用鏈條和鎖配合將閥門鎖死，并懸掛警示標(biāo)志，防止閥門被打開。完成進(jìn)罐前的隔離鎖定和其他準(zhǔn)備工作。

進(jìn)入罐內(nèi)，清潔由于系統(tǒng)脫脂清洗時在罐底沉積的鐵屑、焊渣或其它雜質(zhì)，完成清潔報驗合格后開始環(huán)形填料的安裝。填料必須均勻地分散在塔罐的整個區(qū)域，保證均勻分布。床上填料的水平度任何時候不能超過30°偏離，當(dāng)填料達(dá)到適當(dāng)床高，應(yīng)小心平整?？梢暂p耙填料，直至水平。填料安裝完成，報檢合格后方可安裝填料床限位器，填料床限位器按照要求打緊螺栓扭矩。移除罐內(nèi)操作工具等，最終清潔報驗確認(rèn)，人孔3box-up，人孔螺栓按照要求分布打扭矩。

解除隔離鎖定移除進(jìn)入罐內(nèi)時，在與設(shè)備相連管線的所懸掛的警示標(biāo)志和鎖死閥門的鏈條和鎖。

3 系統(tǒng)測試和保護(hù)

3.1 氣密性試驗和系統(tǒng)最大壓力測試

酸性氣體吸收塔會隨所在系統(tǒng)做氣密性試驗和系統(tǒng)最大壓力測試，氣密性試驗檢測系統(tǒng)內(nèi)所有法蘭連接的氣密性，同時也為系統(tǒng)下一步的最大壓力測試做準(zhǔn)備；系統(tǒng)最大壓力測試以保證系統(tǒng)滿足投產(chǎn)要求，為系統(tǒng)投產(chǎn)運行時設(shè)計壓力的1.25倍。

酸性氣體吸收塔在隨系統(tǒng)做氣密性試驗和系統(tǒng)最大壓力測試時，設(shè)備人孔處有泄漏，應(yīng)更換人孔墊片重新按照要求打緊螺栓扭矩。

由于系統(tǒng)體積巨大，系統(tǒng)最大操作壓力測試為氣壓試驗，在系統(tǒng)測試時應(yīng)做好現(xiàn)場的隔離防護(hù)，防止意外情況發(fā)生。按照項目要求，在一定的穩(wěn)壓時間內(nèi)，系統(tǒng)降壓達(dá)到要求通過測試。

3.2 系統(tǒng)的干燥惰化

酸性氣體吸收塔隨系統(tǒng)做脫脂清洗，系統(tǒng)的露點較大，同時罐內(nèi)在一些內(nèi)部件中會形成水分的沉積，露點較系統(tǒng)管線大，系統(tǒng)需進(jìn)行露點測試以達(dá)到項目要求，可以通過制氮機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行干燥，同時可以對系統(tǒng)進(jìn)行惰化，由于系統(tǒng)巨大，可以將系統(tǒng)拆分為幾個小系統(tǒng)單獨進(jìn)行干燥和惰化，以加快施工進(jìn)度。系統(tǒng)的露點值和氧含量達(dá)到項目規(guī)格書要求。

3.3 海運保護(hù)

大型LNG工廠采用模塊化建造，脫酸氣體模塊通過船運往北極，海運時間較長，為了防止系統(tǒng)生銹，在模塊海運過程中應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行惰化保護(hù)，同時在海運過程中，會重現(xiàn)較大晃動，酸性氣體吸收塔隨系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行充氮惰化保護(hù)，氣體壓力0.5bar，同時為避免在海運過程中出現(xiàn)晃動而影響設(shè)備管口的法蘭管理，設(shè)備管口A和B會按照要求與相連管線脫開，脫開兩端分別安裝低壓盲板，管線通過綁帶固定。在船運過程中，不可避免會發(fā)生氣體泄漏，而影響系統(tǒng)的惰化保護(hù)。但酸性氣體吸收塔體積巨大，可以在模塊出海前對罐內(nèi)充壓到6-7bar，在海運過程中，系統(tǒng)壓力降低時可以將罐內(nèi)氣體補(bǔ)充到系統(tǒng)內(nèi)。

4 結(jié)束語

在LNG模塊化工廠建造中，封罐并非是通常意義上人孔的關(guān)閉，而是包括人孔關(guān)閉以及與設(shè)備罐嘴相連管線及儀表的恢復(fù)，以確保設(shè)備封罐后不會因人孔關(guān)閉，而罐內(nèi)清潔受到從罐嘴的二次污染而進(jìn)行重新開罐清潔檢查。避免重復(fù)施工和資源的浪費。同時由于與其他施工工藝的交叉影響，大型塔器設(shè)備的罐內(nèi)施工和封罐不能一次完成，而是伴隨著項目其它專業(yè)的進(jìn)度而不斷開展，同時由于罐內(nèi)的施工屬于受限空間作業(yè)，易出現(xiàn)安全事故，在建造過程中，要嚴(yán)格區(qū)別與罐內(nèi)施工的交叉作業(yè)，本文梳理出罐內(nèi)施工工藝與其它工藝的作業(yè)流程，降低交叉作業(yè)施工難度，提高整個系統(tǒng)的施工效率。

◆參考文獻(xiàn)

[1] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計手冊（第二卷）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.