LNG开架式汽化器_ORV_的结构及安装技术_焦泉森

Ｅ＆ＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

工（ＯＲＶ）的ＬＮＧ开架式汽化器

结构及安装技术

焦泉森

罗宜瑞

河南洛阳

471023

中国石油天然气第一建设公司

摘要基于国内某大型LNG接收站（一期建设规模达到300万t/a）4台8组开架式汽化器的安装过程，介绍了以海水为热源的开架式汽化设备的本体结构、工作原理和到货状态，以及基础处理、设备翻转、吊装、附件组装的全过程，总结了安装过程中的注意事项，为同类设备的安装提供了借鉴和参考。

关键词开架式汽化器结构安装

文献标识码B

文章编号1672-9323（2014）03-0066-04

中图分类号TE821

近年来，作为经济的清洁能源，液化天然气（LNG）的消费和使用的规模持续上升，LNG接收站建设备受重视。LNG汽化过程是一个物理过程，掌握其结构特点和安装过程，对LNG施工企业具有较大的指导意义。本文以国内某大型LNG接收站（一期建设规模为300万t/a）4台8组开架式汽化器的安装为例，详细介绍ORV的结构组成和安装技术。

-165/+65℃，采用立式布局。ORV结构组成可大致分为汽化组块、海水分布系统、辅助装置和混凝土框架基础四个部分如图1所示。1.2.1汽化组块

汽化组块是ORV的主体结构，使用具有良好低温性能的铝合金材料制造，由LNG总管、LNG歧管、换热管束板和NG歧管、NG总管以及支座等几个部分组成。除支座外，其他各部分焊接成一个整体出厂，表面热喷涂铝-锌金属材料并涂布环氧树脂密封剂。

其中，换热管束板是LNG汽化为NG的场所，由若干根翅片管组成板状结构，翅片管两端分别与LNG歧管和NG歧管焊接。换热管束板的结构如图2所示。

每片管束板的翅片管数量和每组汽化器的管束板数量（也即LNG歧管和NG歧管的数量）取决于汽化能力的大小。以本接收站选用的日本神钢制造的汽化能力为195t/h的汽化器（1台设备2组汽化器）为例，1组汽化器的管束板数量为6片，每片管束板由86根翅片管排列而成。

支座包括LNG总管支座和LNG歧管支座，总管支座位于介质入口附近的总管下部；歧管支座则位于LNG歧管的盲端，为联合式支座，并设有挡水板用于防止海水外溅。1.2.2海水分布系统

该系统可分为海水总管、海水歧管、分布水槽、支撑架、歧管

1ORV的工作原理和结构组成

（OpenRackVaporizer,简称ORV）是以海开架式汽化器

水为热源的大型汽化装置，是LNG接收站工艺流程上的核心设备之一。由储罐内低压泵输送来的LNG经高压泵升压后，在汽化器内由液态（-162℃）汽化为气态天然气（NG）并升至常温（0℃以上），然后经计量后送入天然气主干网。1.1ORV的工作原理

液态天然气从下部LNG总管进入，分配至LNG歧管，然后沿板状结构的换热管束板的管内上升；海水由上部海水总管进入海水歧管，经分布水槽分配成薄膜状，依靠重力均匀沿换热管束板外表面自上而下流动；LNG与海水通过换热管束板进行热交换，汽化为常温气体后由NG歧管汇至NG总管送出，海水则依重力流至混凝土框架基础底部，自流至海水渠排出。1.2ORV的结构组成

本接收站ORV设计压力11.25MPa，设计温度

Ｅ＆ＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

工1个包装，其他组件均为散件到货。

图3ORV设备的到货状态和包装

ORV汽化组块及悬吊装置被置于一个坚固的H型钢制作

（2组汽化器）图1ORV基本结构和工作原理示意图

翅片管

的框架结构中，外部以聚酯帆布整体覆盖。因管束板是整个系统中最重要也是最容易受到损坏的部分，因此在运输和存放过程中，换热管束板始终以水平状态放置，且每片管束板下面设横梁支撑并垫以橡胶垫。汽化组块的总管、歧管以及悬吊装置均以无损方式隔离和固定，保证各部位不承受额外的应力。如图3所示。

整个包装设8个临时吊耳以备吊装使用，其中4个吊耳以螺栓联接的方式直接与ORV的悬吊装置固定，另外4个吊耳设在对面的包装框架上。

图2换热管束板示意图

汽化组块的这种到货状态和包装方式，决定了安装前必须有一次整体的（包括设备和包装框架）翻转过程。

吊杆等组件，海水总管和歧管材质为纤维增强复合塑料（FRP），分布水槽及其配件由铝合金薄板制成。

每组汽化器海水歧管和水槽的数量为管束板数量+1（本接收站为7组），以保证所有管束板的两侧均有海水分布。分布水槽配件包括缓冲板、分布板、泄水塞、海水导板等。1.2.3辅助装置

辅助装置包括悬吊装置、阻风板、维修通道等。

悬吊装置是由H型钢制作的长方形框架。在每根NG歧管上有2个吊耳，整个汽化组块通过2个U型吊卡悬吊于H型钢框架上。

阻风板是ORV正面（介质进出一侧）的密封结构，用于防止侧风对管束板表面水流的扰动和海水外溅，材质为纤维增强复合塑料（FRP）。

维修通道组件安装于管束板之间的中部位置，为钢制格栅结构，用于维修和检查。1.2.4混凝土框架基础

ORV基础是一个正面敞开、另三面由钢筋混凝土墙围闭的结构，背面的混凝土墙下部有通道与海水渠相通，供换热后的海水排出。汽化组块的悬吊框架即安装于两侧墙的顶部。

3ORV的安装程序

如图4所示。

汽化组块翻转（与

包装框架一起）

安装海水歧管及

分布水槽组件

汽化组块及悬吊装置整体吊装就位安装维修通道组件

调平及灌浆

基础处理

安装海水总管及其支撑架安装LNG总管和歧管的支架组件

安装阻风板组件等

图4ORV的安装程序

4ORV的安装过程

4.1基础处理

安装前的基础处理包括防腐处理和安装部位的平整处理。防腐处理是为了防止海水渗入混凝土对钢筋造成损害，一般采取两种方法，一是在土建施工时对钢筋进行环氧粉末喷涂，二是在混凝土框架内壁和底部涂刷氟碳防腐涂层。第二种方法较为经济，通常会被采用。

ORV与混凝土基础接触的部位，如悬吊装置、支座、支撑架、支撑梁等的安装位置，应进行平整处理。处理时一般使用砂轮机打磨平整，需灌浆的部位还应用凿子凿毛。4.2汽化组块的翻转及吊装就位

2ORV的到货状态和包装方式

适应远距离运输和便于安装的需要，为保证设备免受损害、

每组ORV的整个汽化组块连同其悬吊装置均整体到货，单独为

工实施翻汽化组块的翻转及吊装就位包括从卸车位到翻转位、转、吊装就位三个过程，从卸车位到翻转位使用一台主起重机，实施翻转由主起重机和一台辅助起重机完成，吊装就位则使用一台主起重机。主起重机在同一位置完成三次作业。

一组ORV汽化组块的外包装尺寸为7.6m×6.9m×4.8m（长×宽×高），总重约24t，其中，汽化组块约17t，包装框架约7t。

4.2.1翻转和吊装场地

该接收站有4台共8组汽化组块，因每组汽化组块的包装尺寸较大，因此现场必须有足够的翻转场地，场地须平整密实，且能满足起重机所需的承载能力。

汽化组块卸车后的摆放一般呈一字型排列，排列轴线与设备基础相平行，两轴线之间的场地作为翻转和吊装场地。4.2.2起重机的选择及站位

选择起重机应依据吊装重量、作业半径、设备尺寸、吊装高度、负载率等因素综合确定。在本接收站，翻转和吊装场地与设备基础之间相隔一条海水渠，使主起重机在吊装就位时的最大作业半径达到约19m；同时，项目规范规定了最大负载率不得超过75%，据此选用1台200t汽车吊作为主起重机，1台50t汽车吊作为辅助起重机。

主起重机站位应位于距设备基础最近的位置，辅助起重机位于主起重机和翻转位置相对的另一侧，如图5所示。

图6汽化组块的翻转示意图

(5)翻转时，同时起升两部起重机，将汽化组块提升至距地面1m高处后停止。此时主起重机连接上部吊耳的吊索处于松弛状态。

(6)主起重机保持不动，辅助起重机缓慢回落，至汽化组块最低点距地面约200mm高度时停止。

(7)重复步骤⑸和步骤⑹，直到汽化组块成垂直状态、主起重机4根吊索承担了全部设备重量时，移除辅助起重机的2根吊索，将组块放至地面，完成翻转。此时汽化组块在包装框架内的状态与安装状态相同。

图6所示为翻转过程中组块处于约50°角时的状态。4.2.4汽化组块的吊装就位

(1)拆除包装框架外的防护网及聚酯帆布，将主起重机的4根吊索保持适度的受力状态。

(2)将悬吊框架和汽化组块与包装框架之间的所有临时固定和支撑拆除，使汽化组块在框架内保持自由悬垂状态。

(3)检查并确认所有可能影响汽化组块提升的物品均已被移除，然后缓慢起升主起重机，将悬吊装置连同汽化组块一起从包装框架中提出。

(4)继续起升和旋转主起重机，调整其作业半径，直至汽化组块完全处于基础正上方且底部超出基础顶面约1m的高度时停止。

(5)将汽化组块调整至正确的方位，缓慢回落主起重机，使悬吊框架就位于已放置好垫铁组的基础上。

(6)适当紧固地脚螺栓后，松开并移除起重机吊索。(7)汽化组块就位后，即可安装LNG总管和LNG歧管的支架，整体进行调整和调平后进行灌浆作业。

(8)将悬吊框架上的4个临时吊耳和NG歧管的临时支撑拆除。

4.3维修通道组件的安装

每组ORV有7条维修通道。先将用于固定维修通道的前后2根横梁安装于ORV基础上，然后按顺序将维修通道两端用螺栓固定在横梁上。维修通道安装时应使用毛毯或棉被包裹，防止磕碰管束板。因组件重量较轻，可采用人力搬运和安装。4.4海水分布系统的安装

(1)制作3～4组长度约1.2m、高度约1m（下转80页）

图5汽化组块翻转和吊装平面图

4.2.3汽化组块的翻转过程

(1)将2根12m长的吊索对折（厂家推荐），吊索的4个端部与汽化组块包装框架上部的4个吊耳连接，对折的另一端与主起重机吊钩连接。

(2)使用主起重机将汽化组块及包装框架由卸车位吊装至翻转位，放平放稳。注意，固定有悬吊装置的一侧朝向主起重机。

(3)翻转前，将主起重机一根吊索的两端连接于包装框架近侧的上部两个吊耳，另一根连接于下部两个吊耳。该4个吊耳由螺栓直接与悬吊装置固定。

(4)50t起重机使用2根9m长吊索（厂家推荐），吊索一端连接起重机吊钩，另一端连接包装框架朝向本起重机一侧的上部2个吊耳。

工析[J].河北电力技术,2008,27(2):33-34

7C.J.Semino,P.Pedeferri,G.T.Burstein,T.P.Hoar.Thelocalizedcorrosionofresistantalloysinchloridesolutions[J].CorrosionScience,1979,(19):1069–1078

8M.Jafarian,F.Gobal,I.Danaee.etal.Electrochemicalstudiesofthepittingcorrosionoftin

incitricacidsolutioncontainingCl[J].2008,(53):4528-4536

9E.A.AbdElMeguid,A.A.AbdElLatif.CriticalpittingtemperatureforType254SMOstainlesssteelinchloridesolutions[J].CorrosionScience,2007,(49):263-275

10Y.M.Zeng,J.L.Luo,P.R.Norton.Initiationandpropaga-tionofpittingandcrevicecorrosionofhydrogen-containingpas-sivefilmsonX70micro-alloyedsteel[J].ElectrochimicaActa,2004,(49):703-714

ElectrochimicaActa,

11Hong-HuaGe,Rui-FengGuo,Yong-ShengGuo,Hui-XinZhang,Guo-DingZhou.Scaleandcorrosioninhibitionofthreewaterstabilizersusedinstainlesssteelcondensers[J].Corrosion,2008,64(6):553-557

12S.M.AbdElHaleem，S.AbdElWanees，E.E.AbdElAal,atel.Environmentalfactorsaffectingthecorrosionbehaviorofreinforcingsteel.IV.Variationinthepittingcorrosioncurrentinrelationtotheconcentrationoftheaggressiveandtheinhibitiveanions[J].CorrosionScience,2010,(52):1675-168313A.

Pardo,

M.C.Merino,

A.E.Coy.et.al.

Pittingcorrosion

behaviourofausteniticstainlesssteels-combiningeffectsofMnandMoadditions[J].CorrosionScience,2008,(50):1796-180614曹楚南.腐蚀电化学原理[M].北京:化学工业出版社,200815GB/T23258—2009,钢质管道内腐蚀控制规范[S].

（收稿日期：2014-02-01）

（上接68页）

的马凳，用于海水歧管和分布水槽的组装。

(2)将分布水槽放至马凳上，马凳与水槽之间垫上橡胶带以保护水槽。

(3)组装海水歧管和水槽，安装水槽内的缓冲板、分布板、泄水塞等配件。其中，安装于最外侧的2个水槽的结构及歧管尺寸与其他位置的略有区别，注意不要装错。然后在水槽内充满水以检查密封面是否渗漏如图7所示。

图8安装完成的ORV设备

(4)安装完毕并检查合格后，用玻璃胶将各处缝隙进行密封。安装完成的ORV如图8所示，1台ORV内安装有2组汽化组块。

5安装注意事项

图7水槽与海水歧管的组装

(1)ORV汽化组块出厂时均已进行充氮气保护，设备保管期间和安装完成后要经常观察氮气压力，达不到厂家规定时及时采取措施。安装过程要注意对压力表和阀门的保护。

(2)汽化组块的材质为铝合金，表面有保护涂层，安装过程要绝对避免碰撞和摩擦。

(3)对螺栓的紧固力矩有规定的，要按照设备制造厂商的要求进行紧固。

(4)在起重机选用和吊装方面，本接收站有不同于国内标准的负载率要求，各项目的设备平面布局和吊装场地大小也有区别，本文所选方案仅供参考。

(5)因每组ORV的安装过程均相同，所以，如果能在汽化组块的卸车、安装、吊装场地、施工顺序、人员和机具安排方面进行认真规划的话，将会形成类似流水作业的生产组织方式，提高施工效率。

(收稿日期：2014-04-04)

(4)将用于固定水槽后端（与海水总管相连的一端为前侧）的横梁安装于ORV设备基础上。

(5)将水槽和歧管用毛毯或棉被包裹，用起重机将其吊装到位，水槽后端与横梁之间穿上螺栓但不紧固，前端临时固定。待所有水槽就位后安装前端的横梁。调整好水槽位置，用螺栓将水槽两端固定，同时安装歧管吊杆。

(6)组装海水总管及其支撑架，用起重机将组件吊装至基础上，连接各歧管与总管间的法兰后，固定总管支撑架。4.5阻风板组件的安装

(1)将固定阻风板的横梁安装在基础上。

(2)自上而下安装阻风板，上下阻风板重叠处要求下部要压住上部以防海水流出。

(3)在某些较为复杂的部位安装阻风板时，应先用纸板裁剪出合适的形状，然后再按模版的形状画线裁切。