一种LNG管道保冷结构手持式在线修复专用吹扫系统的制作方法

本发明涉及一种lng管道保冷结构手持式在线修复专用吹扫系统，属于低温深冷
技术领域：
。
背景技术：
：我国的lng行业发展迅速，国内很多已投入运营的lng接收站lng管道保冷层均有不同程度的损坏，部分设备及管线有挂霜、结冰、变形、开裂的现象，既增加了能耗，又加大设备管线的腐蚀，亟需进行修复更换。对lng管道保冷层的保冷性能进行科学的诊断评估，在现有基础上对保冷结构进行修复，特别是不停产情况下的在线修复技术尤为关键。lng管道在线修复过程中，旧的保冷材料拆除后，在自然状态下，如果不进行任何操作，1分钟内裸露的管道表面就会出现一层霜，裸露管道与新的保冷材料之间形成一层冷桥，造成冷量损失。更有甚者，结霜太厚不利于新的保冷材料安装，产生缝隙，保冷效果反而不如修复前。因此，如何控制在整个修复过程，尤其是在旧保冷材料拆除后与管道内层新保冷材料安装前的间隔期间控制lng管道表面零结霜，是保冷结构在线修复的一个技术关键点。目前国际和国内还没有安全、可靠、经济且适用于接收站现场大规模在线修复的控制方法，也没有专用的修复装置来实现在线控制。而对于lng管道的在线修复，尤其是垂直管道、受限空间管道、弯头、三通、阀门等特殊部位，因其结构复杂，保冷结构的在线修复作业难度更大。因此，开发一种操作简单、便捷适用的专用修复系统尤其重要。技术实现要素：本发明的目的是提供一种lng管道保冷结构手持式在线修复专用吹扫系统，在不停车状态下，采用氮气做气源，对待修复管道进行持续吹扫，使得整个修复过程中低温管道表面均不结霜，实现了整个在线拆换修复过程中“零结冰”“零结霜”的目的；本发明吹扫系统不仅适用于水平管道，对垂直管道、受限空间管道、弯头、三通、阀门等复杂特殊结构处保冷结构的在线修复同样适用。本发明所提供的lng管道保冷结构手持式在线修复专用吹扫系统，包括吹扫工具；所述吹扫工具通过手柄与一管线相连通，所述管线与气源相连通；所述吹扫工具包括一个第一吹扫组件和若干个第二吹扫组件；所述第一吹扫组件包括由四通连接的三个软管以及与所述软管连通的吹扫喷嘴；所述第二吹扫组件包括由四通连接的两个软管以及与所述软管连通的吹扫喷嘴；通过所述四通，所述第一吹扫组件与所述第二吹扫组件依次连通后连接于所述手柄。上述的手持式在线修复专用吹扫系统中，所述第一吹扫组件与所述第二吹扫组件之间以及相邻所述第二吹扫组件之间通过短接头结构连接，然后与所述手柄连接。上述的手持式在线修复专用吹扫系统中，所述管线为一软管管线。上述的手持式在线修复专用吹扫系统中，所述软管为金属软管，其具有一定的柔韧性，便于临时调整吹扫距离，出风方向，使之能与不同管径的待修复管道相匹配使用。上述的手持式在线修复专用吹扫系统中，所述手柄上设有阀门，用于调整吹扫气量。上述的手持式在线修复专用吹扫系统中，所述气源为氮气气源，用于短时间内阻断湿空气与待修复管道接触，避免空气因湿气太重在lng管道面变迅速凝结成霜，进一步对待修复管道表面形成保护，强化吹扫效果。上述的手持式在线修复专用吹扫系统中，所述吹扫喷嘴的材质为有机复合材料或铝合金材料；所述吹扫喷嘴为扁平型，其规格可为：长40～60mm，宽30～50mm，厚10～20mm，其底部设有1～3排出风口，每排所述出风口包括5～15个出风口。本发明手持式在线修复专用吹扫系统中，所述吹扫组件、所述短接头结构、所述手柄等均可采用不锈钢管加工而成，不锈钢管规格参考gb/t4437，结构轻便，耐压强度高。本发明手持式在线修复专用吹扫系统，可根据待修复管段的长度，调节所述第二吹扫组件的数量，灵活调整手持式吹扫系统的纵向控制范围。本发明手持式在线修复专用吹扫系统，可根据待修复管段的直径，调节所述金属软管的长度，灵活调整手持式吹扫系统的周向控制范围。本发明手持式在线修复专用吹扫系统，在操作使用过程中可以手持，在待修复管道周向和纵向灵活移动以控制吹扫范围。本发明具有如下有益效果：1、本发明手持式在线修复专用吹扫系统的吹扫效果好，实现了在线拆换修复过程中“零结冰”“零结霜”的目标，使得保冷结构在线修复技术成为可行；2、本发明不仅适用于水平直管段保冷结构的在线修复，也适用于垂直管道、受限空间管道、弯头、三通、阀门等特殊结构处保冷结构的在线修复；3、本发明可以根据使用者需求调整其纵向和周向控制范围；4、本发明自重小，手持便携，操作简单，调整灵活，无需其他辅助支撑工具，为在线修复提供便捷性；5、本发明不仅适用于lng管道，其他低温管道、装置同样适用，可在其他低温深冷领域推广使用。附图说明图1是本发明的手持式在线修复专用吹扫系统的整体示意图；图2是本发明的手持式在线修复吹扫系统中吹扫工具的主视图；图3是本发明的手持式在线修复吹扫系统中吹扫工具的左视图；图4是本发明的手持式在线修复吹扫系统中金属软管结构示意图；图5是本发明的手持式在线修复吹扫系统中吹扫喷嘴结构示意图；图6是利用本发明手持式在线修复吹扫系统对lng管道的保冷结构进行修复的流程图。图中各标记如下：1吹扫工具；2软管；3氮气气源；4待修复管段(含弯头、三通、阀门等)；5阀门；6第二吹扫组件；7短接头结构；8手柄；9四通；10金属软管；11吹扫喷嘴。具体实施方式下面结合本发明中的附图，以工作管直径≤dn200系列的吹扫系统为例，对本发明作进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。如图1所示，本发明所提供的lng管道保冷结构手持式在线修复专用吹扫系统，包括吹扫工具1，吹扫工具1通过手柄8与软管2相连通，软管2与氮气气源3相连通。本实施例中，吹扫工具1包括1个第一吹扫组件和1个第二吹扫组件6。如图2和图3所示，第一吹扫组件包括由四通9连接的三个金属软管10以及与金属软管10连通的吹扫喷嘴11，第二吹扫组件6包括由四通9连接的两个金属软管10以及与金属软管10连通的吹扫喷嘴11，然后第一吹扫组件和第二吹扫组件6通过短接头结构7连接，然后连接于手柄8。如图1和图2所示，手柄8上安装有阀门5，可以调整吹扫气量，方便控制。如图1和图2所示，吹扫工具1中的第一吹扫组件和第二吹扫组件6之间的距离是200mm；可根据待修复管段的长度，可随时增减第二吹扫组件6和短接头结构7的数量，灵活调整手持式吹扫系统的纵向控制范围。如图2和图3所示，金属软管10长度为150mm；如图4所示，金属软管10具有一定的柔韧性，便于临时调整吹扫距离，出风方向，使之能与不同管径的工作钢管相匹配使用。如图5所示，吹扫喷嘴11属于外购件，其大小不同，吹扫截面不同，所能吹到的面积也不同，在进行第二吹扫组件6数量设计时，均需要参考。吹扫喷嘴风力参数可参考表1，表中数据为5bar空气压力下的值：表1吹扫喷嘴风力参数吹扫距离a＝50b＝100c＝200d＝300e＝400f＝500l(mm)80100140180220260w(mm)4565105145185225s(m/s)12610560423734表1中，a-f表示吹扫距离，l表示风幕的长，w表示风幕的宽，s表示对应的风速。采用本发明专用吹扫系统，按照图6所示的流程图对lng管道的保冷结构进行修复，以管径为dn100的低温管道保冷结构为例进行说明：1、在实施对待修复lng管道的保冷结构进行保冷性能评估时，因旧的保冷方案是参考gb/t8174-2008《设备及管道绝热效果的测试与评价》中防凝露的保冷层厚度法设计的，根据现场实际采集到管道的原始设计参数和待修复管道内输送介质的温度、流量、压力等运行参数，以及管道周围环境参数，将测得的表面温度换算到设计工况下的表面温度为25.2℃，比设计工况下的露点温度28.3℃低约3℃，说明待修复管道的保冷结构的保冷性能已不满足管道的保冷设计要求，需要对保冷结构进行修复。2、在实施对该部位重新进行保冷设计时，参考gb/t8175-2008《设备及管道绝热设计导则》，进行保冷材料的选取和保冷厚度的设计如下：1)保冷材料的选取：选用硬质聚氨酯(简称pir)做保冷材料，pir材料的导热系数为0.029w/(m*k)@25℃，使用密度50kg/m3，抗压强度≥0.22mpa，氧指数大于28。2)保冷厚度的设计：其保冷厚度采用防凝露保冷层厚度法计算，如下：式中：d0—管道的外径，m；d1—保冷层的外径，m；λ—保冷材料的导热系数，w/(m*k)；ts—保冷层外表面温度，℃；ta—环境温度，℃；t—介质温度，℃；δ—保冷层厚度，m；as—保冷层外表面与大气的换热系数，w/(m2*k)。待修复管道规格为φ108*4，介质温度为-196℃，表面散热系数取8.141w/(m2*k)，设计工况下的露点温度取值28.3℃，按照设计状态下表面温度比露点温度高1.5～3℃的原则，计算出所需pir材料的厚度为110mm。特别的为方便施工，将所需保冷材料pir预制成管壳状，圆筒状管壳沿中心对称分开成两瓣，每段pir沿轴向和径向加工出台阶状，按照标准要求厚度大于100mm的保冷材料，需要分两层加工。上述保冷方案中保冷层的设计厚度为110mm，分2层，每一层厚度55mm。3、在实施对该部位的旧保冷结构拆除过程中,在进行旧的保冷结构拆除时，应分段、分层、按顺序拆除；同时保证内层保冷结构每次拆除长度1-1.2米，外层保冷结构可以多拆除一些，以方便内层pir施工，每层pir之间仍交错连接。将旧的保冷结构拆除的瞬间，应同步启动本发明提供的在线修复专用吹扫系统，对裸露管道的表面进行吹扫，避免管道表面结霜；在对低温管道进行吹扫的间隙，应迅速准备新的保冷结构，保证最短的时间安装上内层pir保冷结构；在对待修复部位更换新的保冷层、防潮层、保护层的施工过程中需要严格执行gb50126-2008《工业设备及管道绝热工程施工规范》。在结束上段保冷层更换后，方能按顺序拆除下一段的保冷层，同时处理好伸缩缝、防潮层、保护层，整个修复过程各工序合理、紧凑。4、在实施对该部位的保冷效果进行验证时，根据步骤1的评估方法，重新检测修复后保冷结构的保冷效果，测得保冷结构外表面的平均温度为30℃，比设计工况下的露点温度28.3℃高，保冷效果显著改善。本发明提供的lng管道保冷结构手持式在线修复专用吹扫系统，可应用在lng场站等低温设备、低温管道，尤其是垂直管道、受限空间管道、弯头、三通、阀门等复杂特殊结构处的保冷结构在线修复过程中，实现保冷结构在线拆换修复过程中“零结冰”“零结霜”的目标。以上所述仅为本发明其中一个实施案例，凡在本发明的精神和原则之内做出的修改、等同替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3