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天然气液化冷箱配管技术浅析

摘要：以某地30X104Nm3/d液化天然气项目中的液化冷箱配管为例，简单

介绍现阶段天然气液化冷箱内压力管道的设计现状，冷箱内的设备布置，管道设

计及管道的应力分析。

关键词：天然气液化冷箱，配管，设备布置，应力分析

现阶段的天然气液化系统主要包括天然气的预处理，液化，储存，运

输，利用这5个子系统。而冷箱配管则属于其中的液化系统即核心部分。天然气

经过“三脱”处理后，进入液化冷箱内逐级冷却，冷凝，节流，降压然后获得液化

天然气。

冷箱内的管道不同于一般的管道，管道中的介质多为低温工况液体或气体，

压力一般都在6.3MPa左右，属于低温高压管道，且液化天然气产品属于易燃易

爆介质。从而使得冷箱内管道有以下特点:冷箱空间较小，其中设备较多，介质

工况复杂，管道受力也较为复杂；管道材质多采用为铝合金，少数重要管道经双

金属接头转换为不锈钢材质;整个冷箱的保冷材料为充满之中的珠光砂，无法及

时观察冷箱内的泄露情况；冷箱内的泄露点较多，每一次液体介质泄露的后果可

能都是扒砂，带来巨大的人力物力损耗；管道受力情况较为负责，重要受力复杂

管道需进行专门受力分析以保证安全；

现阶段的冷箱内配管设计，配管工程师在进行工作前需进行的梳理工作包

括：首先

得完全解析合同要求，充分满足工艺组提出的PID（工艺管道仪表流程图）

要求。

针对以上特点，下面以某地30X104Nm3/d液化天然气项目中的液化冷箱配

管为例，简单介绍天然气液化冷箱的配管工作：

一﹑液化冷箱内设备布置

1.满足合同中的相关要求。

通常在签订的天然气液化冷箱合同中客户都会提出相应的要求,那么就要求

设计人员认真的解析整个合同,找出其中与自己工作有关条款.在考虑整个设计安

全的情况下充分满足客户的需求.

2.满足工艺的要求。

整个液化天然气项目的设计是从工艺设计开始的,冷箱配管设计必须满足工

艺设计,在整个设计中工艺是上游,决定冷箱配管设计的各种要求.

3.需满足安全及操作检修要求.

天然气液化冷箱内都是高压,易燃易爆介质.在设计工作中就该充分考虑安全

问题,例如介质进出冷箱口要钢铝过度的部分需设计可靠性连接;介质的排放口需

集中放置在冷箱下部某个面,

液化冷箱内部设备的布置也要充分考虑操作,检修要求,设备之间的间距除了

满足配管设计外,还要设置适当的空间方便安装,检修.

4.冷箱内设备的布置原则及方法

4.1首先确定了液化冷箱内各设备的上下定位,根据工艺流程图对各个设备

进行初步的定位,液化冷箱的设备一般为板翅式换热器,分离罐,为节省空间,多个

分离罐一般设置为一个竖直方向上的上下布置.

4.2各个设备的间距要满足保冷要求,要保证进出设备的管口距离冷箱的各

个面的垂直距离至少300mm以上.

4.3各个设备的间距要满足保冷要求,要保证进出设备的管口距离冷箱的各

个面的垂直距离至少300mm以上.

4.4如设备上某个口所接的管道所受应力较大的情况下,那么设备定位就要

做相应的调整以满足管道为满足自补偿带来的空间增大.

4.5设备定位还需考虑设备的支撑,设备支撑尾端都需要焊接在冷箱的型钢

上.所以设备的支撑形式和冷箱的结构需进行合理的配合.

4.6设备定位要尽量使得之后的配管方便,使得配管有足够的空间.

4.7设备的定位还要充分考虑介质的压力降问题,否则会弄出介质无法通过

的设计失误.如换热器和分离罐的相对高度定位.

上述都是设备在定位时需要考虑的因素，实际设计中需要设计人员长期的积

累经验，在满足上述条件外，还需保证整套设备布置的美观大方。

二﹑液化冷箱内管道设计

1.满足相关要求

在开始配管前，所有设备已经初步定位，我们还需做以下的准备工作：认真

梳理工艺流程图及管道阀门表，了解所有管道的数据（压力，温度，通径，介质

及和各种工艺要譬如液封等）

2.冷箱内配管原则及方法

2.1配管工作应符合相关设计法规，标准，规范，譬如GB50235，GB20801

等等，配管工程师需将这些法规牢牢熟记于心，这是配管工作的基石。

2.2管道的布置应遵循先低温液体管路后气体管路，先大管路后小管路，先

压力等级高管路后压力等级低管路，先