Первый запуск и захолаживание: регламент вывода системы на рабочий режим
В отличие от входного контроля и сварки, этап первичного захолаживания (cool-down) — это испытание системы на прочность и герметичность под воздействием реальных температурных деформаций. Главная проблема при первом пуске СПГ в «теплую» систему заключается в экстремальном температурном градиенте.
Если подать полную нагрузку мгновенно, металл корпуса и внутренних элементов будет сокращаться неравномерно. Это приводит к заклиниванию затворов, деформации седел и критическим напряжениям в сварных швах, которые могут привести к разрыву трубопровода.
Техническая суть и причины
При переходе от +20°C к -196°C каждый метр стального трубопровода укорачивается примерно на 3 мм.
- Термический шок: Если жидкая фаза касается теплых стенок, происходит бурное вскипание («гейзерный эффект»), создающее скачки давления и гидроудары.
- Неравномерное сжатие: Затвор клапана, имеющий меньшую массу, остывает быстрее массивного корпуса. Если не соблюдать темп, затвор может уменьшиться в размерах и потерять контакт с седлом раньше, чем корпус «сядет» на место, что вызовет временную негерметичность.
Регламент захолаживания Sigmatrix
- Продувка осушенным азотом: Перед подачей продукта система продувается азотом (точка росы не выше -40...-60°C). Это удаляет остатки влажного воздуха, предотвращая образование ледяных пробок.
- Предварительное охлаждение парами: Первичный запуск осуществляется парами продукта (газовой фазой) при низком давлении. Температура должна падать со скоростью не более 1–2°C в минуту.
- Контроль «инея»: Появление ровного слоя инея на корпусе до уровня боннета (удлиненного штока) — признак того, что система готова к подаче жидкой фазы.
- Ступенчатая подача жидкости: Жидкий продукт подается короткими импульсами, позволяя металлу «привыкнуть» к нагрузке.
- Финальная протяжка: После достижения рабочей температуры необходимо проверить затяжку болтовых соединений и герметичность сальника, так как материалы дали максимальную усадку.
Решение:
Используйте байпасные линии для захолаживания. Это позволит основному потоку войти в уже подготовленную, охлажденную систему, исключая риск повреждения магистральных клапанов большого диаметра.
Техническое решение Sigmatrix
Конструкция нашей арматуры адаптирована к частым циклам «нагрев-охлаждение»:
|
Элемент конструкции |
Роль при захолаживании |
Ссылка |
|---|---|---|
|
Самоцентрирующийся затвор |
Компенсирует температурные перекосы, сохраняя герметичность |
Регулирующая арматура |
|
Удлиненный боннет |
Обеспечивает выход газа для создания «газовой подушки» |
Клапаны с пневмоприводом |
|
Пружинные уплотнения |
(Energized seals) Сохраняют прижимную силу даже при усадке полимера |
Клапаны обратные |
О том, как безопасно остановить систему и вернуть её в теплое состояние, читайте в статье «Регламент отогрева и дегазации: как безопасно подготовить клапан к ремонту?».
Типовая ошибка, которую мы видим на объектах
«Захолаживание через закрытый клапан»: Попытка охладить линию, подавая жидкость к закрытому затвору.
Результат: Жидкость вскипает в замкнутом пространстве перед клапаном, создавая избыточное давление («газовый замок»), которое препятствует дальнейшему прохождению холода. Это ведет к крайне медленному и неравномерному охлаждению, провоцирующему деформацию седла.
Как правильно: Захолаживание должно проводиться при приоткрытом клапане (на 10–15%), чтобы обеспечить проток паров через всю систему.
FAQ
1. Сколько времени занимает правильное захолаживание КриоАЗС?
В зависимости от объема системы — от 2 до 6 часов. Попытка сократить это время до 30 минут — прямой путь к повреждению уплотнений.
2. Можно ли использовать жидкий азот для предварительного охлаждения линии СПГ?
Да, это распространенная практика (inerting & cooling). Азот дешевле и безопаснее паров метана на этапе первичного теста системы.
3. Что делать, если при охлаждении из-под сальника пошел газ?
Это нормальное явление из-за температурной усадки. Необходимо аккуратно подтянуть гайки сальника (но не перетягивать!), как только температура стабилизируется.