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，世界天然氣產(chǎn)量和消費(fèi)量均呈持續(xù)增長趨勢。從我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展看，加快天然氣的開發(fā)利用，對改善能源結(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衔铮缓蟛捎蒙罾涔に噷怏w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、降低天然氣的儲存成本、氣態(tài)天然氣的回收、城市天然氣調(diào)峰等。同時，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、儲存、輸送LNG的場所，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)備長期安全平穩(wěn)運(yùn)行，需對接收站關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行定期檢維修，以便及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷隱患，確保其長期安全穩(wěn)定運(yùn)行[1-6]。

我國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年中國海洋石油集團(tuán)有限公司(以下簡稱“中國海油”)在深圳大鵬的第1個LNG接收站建成投產(chǎn)起，經(jīng)過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，國內(nèi)已建成20余座LNG沿海接收站(含LNG儲備庫)，年接收能力已超9 000萬噸。隨著LNG接收站長期運(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)險吊裝作業(yè)，長距離運(yùn)輸產(chǎn)生的風(fēng)險，設(shè)備高處墜落、側(cè)翻，作業(yè)場地局限性等難點(diǎn)。基于此，公司檢維修團(tuán)隊通過國內(nèi)外調(diào)研研究，結(jié)合國內(nèi)接收站關(guān)鍵設(shè)備檢維修特點(diǎn)，自主開發(fā)了低壓泵吊裝防墜落裝置、高壓泵檢修專用平臺、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，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程中，從泵井底部吊裝至LNG儲罐頂部過程中，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)生無法剎車故障或滑鉤，將會快速墜落至罐底，可能造成巨大的設(shè)備損失，且LNG儲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)行中的儲罐中清除，給同一儲罐內(nèi)的其他低壓泵運(yùn)行帶來隱患。針對以上問題，公司檢維修團(tuán)隊通過研發(fā)新型LNG低壓泵吊裝專用卷盤，實(shí)現(xiàn)了在低壓泵吊裝過程中增加第二層保護(hù)裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，通過卷盤與單向棘輪鎖定裝置同軸設(shè)計，將電纜、振動信號線、操作鋼絲繩和方向鎖定棘輪裝置設(shè)計為同步旋轉(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。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程中的作業(yè)風(fēng)險，提高了LNG低壓泵吊裝過程中的安全性，避免吊裝過程中低壓泵墜落可能造成的巨大設(shè)備損失及可能對后期LNG儲罐運(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

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、電氣接線管為一個整體，在無專用平臺的情況下無法倒立放置。檢維修團(tuán)隊人員根據(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，同時將底板面積擴(kuò)大，增加與檢修場地的接觸面積，防止高壓泵在檢修過程中出現(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如圖3所示。

圖3 高壓泵檢修專用平臺

3 海水泵房改造

海水泵房為全封閉式設(shè)計，在海水泵檢修時須在泵房頂部開檢修天窗，將電機(jī)、泵筒等泵部件通過移動式吊車提升超13 m越過泵房頂部后平移至外部開闊空間。海水泵吊裝時吊裝跨度大，且移動式吊車在泵房外部，起吊部件在泵房內(nèi)部，吊裝操作人員無法直接觀察到起吊部件的實(shí)時情況，對吊車作業(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)險大、吊裝時間長、費(fèi)用高的缺點(diǎn)，吊裝期間通往生活區(qū)的道路須長時間征用以放置100 t移動式吊機(jī)，影響員工的正常通行。

針對海水泵吊裝主要風(fēng)險點(diǎn)和難點(diǎn)，檢維修團(tuán)隊根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，通過對地面進(jìn)行改造，鋪設(shè)轉(zhuǎn)移軌道、運(yùn)輸小車、設(shè)計可活動軌道等措施，對于在叉車載荷范圍內(nèi)部件利用叉車進(jìn)行運(yùn)輸；對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)送至廠房外部開闊場地，通過運(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)消除泵房內(nèi)外地高度差，為叉車在泵房內(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，并節(jié)省泵房頂部開檢修孔改造費(fèi)、措施費(fèi)及重大設(shè)備吊裝費(fèi)等。另針對門檻雨季可能出現(xiàn)的滲水情況，在門檻底部及2個側(cè)面增加密封條設(shè)計，解決了防水問題。海水泵檢維修過程現(xiàn)場圖片如圖5和圖6所示。

圖4 內(nèi)外地面鋪平并設(shè)計可活動門檻

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)計高度無法滿足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展，存在以下2個不足：外部檢修場地行車操作、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)行長距離的運(yùn)輸，運(yùn)輸過程及運(yùn)輸中產(chǎn)生的振動都可能造成風(fēng)險，增加檢修過程風(fēng)險控制點(diǎn)。經(jīng)對現(xiàn)場環(huán)境、空間布局等進(jìn)行勘察，主要采用兩項措施對現(xiàn)有維修車間進(jìn)行改造：將原地面高度降低2/3，并在地面開挖檢修井，將高壓泵檢修專用檢修平臺放置于檢修井內(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，節(jié)約檢維修措施費(fèi)或減少了檢修過程風(fēng)險控制點(diǎn)。

5 結(jié)語

檢維修團(tuán)隊通過自主研發(fā)、制作關(guān)鍵設(shè)備大修的專用工具、檢修平臺及對現(xiàn)場環(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，同時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)隊通過專用工具的研發(fā)及現(xiàn)場環(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)備國產(chǎn)化，同時也是降低維檢修費(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)也有一定的借鑒價值。