摘要：空温式气化器，作为ＬＮＧ气化站的重要设备之一，以其良好的适应性、节能性和操作便利性，在我国被广泛使用。但由于ＬＮＧ的低温特性，以及各公司在气化器的设计、选用、基础施工、人员操作等方面存在不足，导致空温式气化器在运行过程中存在较多问题，造成无法正常供应燃气业务甚至发生安全生产事故等影响。本文主要结合九丰集团多年的ＬＮＧ气化站运行经验，针对气化器日常使用中出现的问题，提出了相关防范措施，仅供参考。
关键词：ＬＮＧ空温式气化器、存在问题、防范措施
作为ＬＮＧ气化站核心设备的空温式气化器，其正常运行是气站完成业务量及安全生产的重要保障。在设计阶段就要结合气化器使用条件、基础要求、管线支撑等影响因素进行优化设计；在采购阶段加强与供应商就气化器脚高度、处理量、温度应力等因素进行沟通，确保采购的产品符合使用要求。
一、气化器运行中存在的问题及防范措施：
１、问题一：气化器使用时，与其设计量相比少很多，达不到处理量的要求，且雾气很大。
防范措施：
（１）气化器在设计时，在没有其他条件限制的情况下，要考虑阳光的照射和风向的影响。强阳光照射的面应该对着气化器进液口的边，高频风向应在气化器的进出口的侧方，因为进口侧前排气化器经常结冰，会影响通风。
（２）气化器尽量设置在空旷、通风良好的地方，且宜使用高脚气化器，其换热效果比底脚的气化器要好，雾气更容易散。
（３）当气化器结冰较多（超过一半数量列管时）时会影响换热效果，此时应更切换到备用气化器或取采人工除冰，提高换热效率。
（４）当以上措施还无法满足时，可在气化器顶部增设一排喷淋管，用水给气化器喷淋，喷淋水可以回收循环利用，冷能可以给厂房或设备降温。
２、问题二：由于气化器基础长期受到低温冰水影响，容易使气化器基础发生酥脆龟裂。如果气化器的基础及周围地面硬化层深度较浅，比冰土层浅，会因为基础下方的积水受冷变成冰，体积膨胀并对基础和地面进行挤压，最终导致气化器发生倾斜移位的情况发生。（冬季尤为明显，因为到冬季气化器掉下来的冰不容易融化，并逐步堆积在气化器基础及附近，冷量传递使基础底下的水结冰膨胀，最终造成基础酥脆或变形移位，具体见图1。）
图1 受损、移位的气化器基础 图2 做了保温隔离的气化器基础
防范措施：
（１）气化器基础、及周边的混凝土在建设阶段，确保其厚度和深度超过冻土层，且其强度要符合要求。
（２）气化器的支脚选用高脚气化器，气化器中间的基础的地面要有一定的坡度，利于水的及时排出和冬天除冰，排水沟渠要设计的宽一点，并定期清理，防止冬天从气化器掉下来的冰一下子把水沟封堵住，保持排水通疏，减少气化器及基础周边的积水。
（３）气化器及气化器投影正下方的平台位置，可考虑做保温防护，能较好的减少冷能对基础深层的破坏。（我公司有几个后期建的气站采用了此方案，效果较为明显。方法：基础及平台的混凝土铺好后，在上面附一层细沙，再铺一层固定好的保温泡沫玻璃砖，再用铝皮包起来，密封，图2是做了保温后的实物图）
3.问题三：气化器在使用过程中，因气化器发生裂纹导致天然气泄漏的情况时有发生。纵观九丰集团旗下的几十家气站196台气化器（基本为同一厂家生产）近4年的运行情况可知，一共发生了17次裂纹泄漏，下表是从不同角度对气化器裂纹泄漏进行统计分析的详细情况：
表1 气化器泄漏位置分析
表2 气化器气化量分析
表3气化器使用年限分析
从以上三个分析表统计的数据可以看出：
（１）气化器发生裂纹泄漏的部位全部集中在进液口的前3排列管。在不考虑其他因素的影响下，主要是因为ＬＮＧ由液态转变为气态的过程，基本是在气化器前3排列管完成，3排以后的列管内走的基本为气相天然气，其受冷相对前3排来说更为均匀，其受到温差应力也相对较小，因此基本不发生裂纹泄漏。
（２）气化器顶部发生裂纹的机率（88.2%）远高于底部（11.76%）。原因主要为气化器上部长期暴露在太阳下，顶部的温度远高于底部，在气化器启用时，其顶部的铝材受的温差要远比气化器底部的温差大（夏天尤为明显），且底部在正常使用时，绝大部分时间都是处于液态，温度相对变化较小。此外，顶部随着燃气使用流量的变化，有时可能是液有时可能是气态，受到的温度变化更为频繁，更容易发生裂纹引发泄漏。且我司发生的2次气化器底部焊缝泄漏的原因，主要是因为气化器基础和进口管连接的管线的管支撑不同步沉降，导致气化器下部列管受拉，造成焊缝开裂泄漏。
（３）从气化器的处理量大小来看，如果不考虑厂方制造质量之间的差异，结合生产实际，主要是因为小的气化器，一般是在用气量较小的站点使用，而这些站点用气量相对不太稳定，与大气化器相比较，其受到温度的波动会更频繁。此外，由于部分站点由于后期使用量变大之后，前期设计余量不足，使其生产负责较高，更换使用的频率更多，受温度波动较多也是其中的一个原因。
（４）从气化器使用年限来说，四年以上的气化器发生裂纹泄漏率（12.7%）远高于使用四年以下的泄漏率（3.5%）。原因主要为气化器随着使用年限的增加，受气流的不断磨擦，管壁逐步变薄，加上设备材质本身的老化的原因，因此更容易泄漏。
防范措施：
针对以上的分析，气化器发生裂纹泄漏的重要原因，归根结底最主要是受到温差变化的频率和大小等因素造成。因此，在进行气化器的设计和使用过程要强化以下工作：
（１）在气化器选型时，要充分考虑用气量，选择合适大小的气化器，减少气化器因结冰过多处理不过来需要频繁切换气化器的情况发生，从而减小气化器启用和停用时的温差变化所受的应力。
（２）在切换气化器操作时，切换速度要慢，尽量让气化器慢慢预冷后再投用，不要快速启用使其受到激烈的温差变化，减小其所受的应力差影响。
（３）气化器底部裂缝泄漏，主要是由于安装或基础沉降不同步受力造成。避免此类情况发生，可以在建设气化器时，气化器基础有防沉降的技术处理，同时，连接气化器的站区管道的支撑，可采用可上下调整的管支撑，当气化器与管道发生不同步沉降时，可调整管支撑使管道和气化器始终处于水平的部位，避免气化器额外受力引发焊缝开裂泄漏。此外，在日常巡检中也要多加注意，观察管位的与气化器的法兰是否处理同一水平，是否有沉降不同步造成管线或气化器受力的情况发生，如有需要则应及时调整处理。
（４）对于使用年限较久的气化器，应特别注意日常巡查，当发现有泄漏迹象时，要及时确认并维修，减少气量损失和确保生产安全。
二、结语
总之，在LNG气化站，空温式气化器在日常运行的过程中，应结合气化器容易出现的作业问题，积极采取合适的防范措施，以减少气化器的故障率、避免问题的发生，保证供气业务的正常和安全生产，从而促进燃气业务的扩展。
参考文献：
[1]张姝.关于L-CNG加气站与LNG气化站合建站的建设研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（03）：174-175.
[2]王杨.LNG气化站设计优化及相关问题的研究[D].北京建筑大学，2018.
论文作者:郑妃志
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签：基础论文; 发生论文; 裂纹论文; 温差论文; 防范措施论文; 气量论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第21期论文;