1-LNG液化工廠裝置基礎(chǔ)培訓(xùn)試題及答案1.單選題（每題2分，共30分）1.1天然氣進(jìn)入液化單元前，必須首先脫除的組分是A.氮?dú)?B.甲烷?C.水?D.乙烷答案：C解析：水在低溫下結(jié)冰或形成水合物，堵塞冷箱與閥門(mén)，因此必須在預(yù)處理段用分子篩或TEG脫水至<1ppm。1.2大型LNG液化工廠最常用的制冷循環(huán)是A.布雷頓循環(huán)?B.單級(jí)蒸汽壓縮?C.C3-MR（丙烷預(yù)冷混合冷劑）?D.吸收式制冷答案：C解析：C3-MR綜合了丙烷預(yù)冷與混合冷劑級(jí)聯(lián)，能耗低、投資適中，占全球基荷產(chǎn)能70%以上。1.3混合冷劑中，最先被分離并回收的組分通常是A.甲烷?B.氮?dú)?C.丙烷?D.異戊烷答案：B解析：氮?dú)夥悬c(diǎn)最低，在低壓分離罐頂富集，可通過(guò)冷箱頂部閃蒸罐優(yōu)先抽出，降低主冷劑氮含量。1.4液化天然氣在常壓下的儲(chǔ)存溫度約為A.–30℃?B.–60℃?C.–110℃?D.–162℃答案：D解析：常壓LNG泡點(diǎn)溫度–161.5℃，工程取整–162℃。1.5高壓泵在LNG裝車(chē)時(shí)發(fā)生汽蝕的主要原因是A.入口壓力高?B.入口溫度低?C.入口靜壓頭不足?D.出口閥開(kāi)度小答案：C解析：LNG飽和蒸氣壓隨溫度升高指數(shù)上升，若罐內(nèi)液位低或入口管線壓降大，NPSHa<NPSHr即汽蝕。1.6下列哪項(xiàng)不是LNG儲(chǔ)罐日蒸發(fā)率（BOR）升高的直接原因A.罐體真空喪失?B.大氣壓驟降?C.罐底加熱器投用?D.珍珠巖沉降答案：C解析：罐底加熱器用于長(zhǎng)期儲(chǔ)存后防止罐底低溫脆裂，其熱量被底部混凝土吸收，對(duì)BOR影響極小。1.7冷箱出現(xiàn)“熱端溫差突增”時(shí)，應(yīng)首先檢查A.冷劑壓縮機(jī)喘振?B.原料氣CO2超標(biāo)?C.冷劑組分漂移?D.海水泵跳車(chē)答案：C解析：混合冷劑中輕組分減少→高溫區(qū)制冷量不足，熱端溫差擴(kuò)大，是常見(jiàn)漂移征兆。1.8在DCS上，LNG高壓泵的“最小回流閥”自動(dòng)打開(kāi)，說(shuō)明A.泵出口流量低于喘振線?B.泵軸承溫度高?C.電機(jī)定子溫度高?D.罐液位低低答案：A解析：最小回流閥用于保證泵在最小連續(xù)穩(wěn)定流量以上，防止低流量高揚(yáng)程喘振。1.9天然氣液化過(guò)程?損失最大的環(huán)節(jié)是A.原料氣壓縮?B.丙烷冷凝?C.節(jié)流閥降壓?D.海水冷卻答案：C解析：節(jié)流過(guò)程為等焓不可逆膨脹，?損占液化段25%以上。1.10下列密封氣系統(tǒng)描述正確的是A.氮?dú)鈮毫Φ陀贚NG泵入口壓力?B.氮?dú)鉁囟雀哂?℃?C.密封氣先進(jìn)入一次腔再二次腔?D.密封氣排氣直接排火炬答案：C解析：串聯(lián)干氣密封設(shè)計(jì)：一次腔密封氣經(jīng)迷宮節(jié)流，二次腔保壓，確保LNG不泄漏至大氣。1.11當(dāng)火炬氣熱值低于設(shè)計(jì)下限時(shí)，應(yīng)優(yōu)先A.關(guān)閉分子封氮?B.補(bǔ)充燃料氣?C.提高火炬高度?D.降低蒸汽消煙答案：B解析：低熱值會(huì)導(dǎo)致火焰抬升、熄滅，補(bǔ)充燃料氣維持≥300kcal/Nm3，確保穩(wěn)定燃燒。1.12用于在線標(biāo)定LNG質(zhì)量流量的首選儀表是A.孔板?B.渦輪?C.科氏力質(zhì)量流量計(jì)?D.超聲波答案：C解析：科氏力直接測(cè)質(zhì)量流量，不受LNG密度、黏度變化影響，精度±0.1%。1.13儲(chǔ)罐內(nèi)罐材料通常選用A.304L?B.9Ni鋼?C.Q345R?D.2205雙相鋼答案：B解析：9Ni鋼在–196℃仍保持高韌性，強(qiáng)度高于304L，壁厚減薄，節(jié)省投資。1.14再冷凝器投用前需建立液位，其初始LNG來(lái)源為A.高壓泵出口?B.低壓泵出口?C.儲(chǔ)罐返注?D.槽車(chē)回氣答案：B解析：低壓泵揚(yáng)程低、流量大，可快速填充再冷凝器至60%液位，避免高壓泵長(zhǎng)時(shí)間回流。1.15下列哪項(xiàng)不是LNG船舶預(yù)冷階段必須參數(shù)A.貨艙降溫速率<10℃/h?B.船岸通訊正常?C.岸方儲(chǔ)罐液位>50%?D.船方惰性氣體含氧量<5%答案：C解析：岸方液位無(wú)硬性要求，但船岸壓差需>0.3bar即可開(kāi)始預(yù)冷。2.多選題（每題3分，共30分）2.1造成冷箱壓差突升的可能原因有A.分子篩粉塵穿透?B.冷劑壓縮機(jī)帶液?C.原料氣CO2超標(biāo)?D.冷箱入口過(guò)濾器堵塞答案：A、C、D解析：粉塵或干冰顆粒堵塞翅片通道，導(dǎo)致壓差上升；帶液主要沖擊葉輪，不直接增大流道阻力。2.2高壓泵切換過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控A.出口壓力波動(dòng)?B.最小回流閥位?C.泵振動(dòng)值?D.電機(jī)電流答案：A、B、C、D解析：切換時(shí)流量轉(zhuǎn)移，需確保備用泵在穩(wěn)定區(qū)運(yùn)行，防止水錘與汽蝕。2.3關(guān)于LNG翻滾（ROLLOVER）描述正確的有A.由密度分層引發(fā)?B.與儲(chǔ)罐液位高低無(wú)關(guān)?C.可通過(guò)罐內(nèi)泵循環(huán)緩解?D.主要發(fā)生在裝船過(guò)程答案：A、C解析：分層后底層LNG吸熱密度減小，突然混合產(chǎn)生大量BOG；循環(huán)破壞分層，翻滾多發(fā)生在長(zhǎng)期儲(chǔ)存后。2.4下列屬于LNG接收站零外輸工況必須維持運(yùn)行的系統(tǒng)A.BOG壓縮機(jī)?B.高壓泵?C.再冷凝器?D.低壓泵答案：A、C、D解析：零外輸時(shí)仍需處理BOG，維持罐內(nèi)低壓；高壓泵可全停。2.5冷劑壓縮機(jī)喘振跡象包括A.出口溫度驟降?B.流量指示擺動(dòng)±20%?C.軸位移突增?D.入口壓力升高答案：B、C解析：喘振時(shí)流量周期性倒流，軸位移大幅擺動(dòng)；出口溫度反而升高。2.6下列屬于LNG裝車(chē)臂緊急脫離裝置（ERC）觸發(fā)條件A.槽車(chē)超裝5%?B.船岸通訊中斷>30s?C.現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)報(bào)警?D.裝車(chē)區(qū)地震儀>0.1g答案：C、D解析：ERC側(cè)重安全，火災(zāi)或地震立即動(dòng)作；超裝由批量控制器關(guān)閥，不觸發(fā)ERC。2.7關(guān)于儲(chǔ)罐真空閥開(kāi)啟，說(shuō)法正確的有A.罐內(nèi)壓力低于–2mbar?B.空氣可能進(jìn)入罐內(nèi)?C.會(huì)導(dǎo)致罐內(nèi)溫度升高?D.需立即補(bǔ)壓或補(bǔ)BOG答案：A、B、D解析：真空閥開(kāi)啟后空氣進(jìn)入與BOG形成可燃?xì)怏w，必須立即補(bǔ)壓；溫度因空氣進(jìn)入反而微升。2.8以下哪些操作會(huì)降低混合冷劑循環(huán)效率A.提高丙烷冷凝壓力?B.降低冷劑中甲烷比例?C.提高氮含量?D.降低壓縮機(jī)吸入溫度答案：A、C解析：丙烷壓力高導(dǎo)致預(yù)冷溫度升高；氮?dú)庠黾邮沟蜏匚恢评淞肯陆?，功耗上升?.9關(guān)于LNG取樣系統(tǒng)，下列做法正確的有A.取樣瓶需預(yù)冷至–160℃?B.取樣回路需連續(xù)小流量循環(huán)?C.氣化器后溫度>15℃?D.取樣后立即送實(shí)驗(yàn)室答案：B、C解析：循環(huán)保證代表性；氣化后溫度需高于烴露點(diǎn)15℃以上，防止重組分冷凝。2.10下列屬于LNG液化工廠重大危險(xiǎn)源的有A.丙烷儲(chǔ)罐>50t?B.高壓天然氣緩沖罐>10MPa?C.液氮儲(chǔ)罐>200t?D.LNG儲(chǔ)罐>20000t答案：A、B、D解析：依據(jù)GB18218，丙烷、天然氣、LNG超臨界量即構(gòu)成重大危險(xiǎn)源；液氮不燃不爆，未列入。3.判斷題（每題1分，共10分）3.1天然氣脫汞是為了防止鋁制板翅式換熱器腐蝕。答案：√解析：汞與鋁生成汞齊，導(dǎo)致晶間腐蝕，需用硫浸活性炭脫至<0.01μg/Nm3。3.2冷箱出口LNG溫度越低，說(shuō)明裝置效率越高。答案：×解析：過(guò)冷增加功耗，應(yīng)控制在–160℃附近，過(guò)低無(wú)收益。3.3高壓泵電機(jī)采用空氣冷卻方式。答案：×解析：采用水冷或冷劑蒸發(fā)冷卻，避免空氣進(jìn)入低溫區(qū)形成冰堵。3.4再冷凝器液位控制閥為氣開(kāi)閥，失氣時(shí)閥位關(guān)。答案：√解析：失氣關(guān)閥可防止LNG串入BOG壓縮機(jī)，保證安全。3.5LNG槽車(chē)裝車(chē)流速需限制在3m/s以下，防止靜電積聚。答案：√解析：GB/T34584規(guī)定，鶴管內(nèi)流速≤3m/s，避免靜電放電。3.69Ni鋼焊接后無(wú)需進(jìn)行焊后熱處理。答案：√解析：9Ni鋼通過(guò)低碳鎳合金化抑制淬硬，焊后熱處理反而降低韌性。3.7冷劑壓縮機(jī)干氣密封一級(jí)排氣直接排大氣。答案：×解析：一級(jí)排氣含甲烷，必須引至火炬或回收系統(tǒng)。3.8儲(chǔ)罐日蒸發(fā)率測(cè)試時(shí)，應(yīng)關(guān)閉所有補(bǔ)氣與排氣。答案：√解析：封閉24h，通過(guò)液位與壓力變化計(jì)算BOR。3.9液化裝置停車(chē)后，冷箱需立即用氮?dú)庵脫Q至烴含量<1%。答案：√解析：防止殘存甲烷與空氣形成爆炸性氣體。3.10船舶預(yù)冷階段，岸方需持續(xù)監(jiān)測(cè)船方回氣溫度，確保<–120℃方可切換至全速裝載。答案：√解析：船艙溫度<–120℃表明鋼材已收縮到位，避免熱應(yīng)力裂紋。4.填空題（每空2分，共20分）4.1天然氣進(jìn)入液化裝置前，CO2含量需降至________ppm以下，防止低溫下形成干冰堵塞冷箱。答案：50解析：工程經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)應(yīng)–160℃時(shí)CO2分壓<0.5bar。4.2混合冷劑循環(huán)中，丙烷預(yù)冷段通常將天然氣冷卻至約________℃。答案：–35解析：丙烷在0.3MPa下蒸發(fā)溫度–34℃，取整–35℃。4.3高壓泵出口LNG壓力一般為_(kāi)_______MPa，以滿(mǎn)足高壓氣化外輸要求。答案：8–10解析：需克服氣化器、管道與調(diào)節(jié)閥壓降，維持外輸7.5MPa。4.4儲(chǔ)罐內(nèi)外罐環(huán)隙填充________作為絕熱材料。答案：膨脹珍珠巖解析：珍珠巖導(dǎo)熱系數(shù)≤0.05W/(m·K)，成本低，易填充。4.5火炬分子封氮?dú)饬髁客ǔ０椿鹁孀畲笈欧帕康腳_______%設(shè)計(jì)。答案：1–2解析：保證分子封速度>0.003m/s，防止空氣回滲。4.6冷箱停車(chē)后，需保持________微正壓，防止?jié)窨諝膺M(jìn)入。答案：0.5–1kPa氮?dú)饨馕觯旱獨(dú)飧稍锫饵c(diǎn)<–70℃，維持微正壓即可。4.7LNG裝車(chē)臂的緊急脫離時(shí)間應(yīng)小于________秒。答案：10解析：規(guī)范要求≤10s，避免拉斷船舶或槽車(chē)。4.8再冷凝器頂部設(shè)置________噴嘴，使BOG與LNG充分接觸冷凝。答案：噴淋解析：噴淋液滴增大接觸面積，提高冷凝效率。4.99Ni鋼在–196℃時(shí)的沖擊功要求≥________J。答案：80解析：ASTMA553規(guī)定，橫向試樣≥80J，保證韌性。4.10液化裝置能耗指標(biāo)常用________kWh/tLNG表示。答案：280–320解析：C3-MR先進(jìn)裝置已降至280kWh/t，老裝置320kWh/t。5.簡(jiǎn)答題（每題10分，共40分）5.1描述原料氣脫水單元分子篩吸附—再生—冷卻三步驟的工藝控制要點(diǎn)，并給出再生溫度與氣量要求。答案：（1）吸附：原料氣自上而下通過(guò)4A分子篩床層，控制空速≤0.2m/s，出口水含量在線<1ppm。當(dāng)出口露點(diǎn)升至–50℃或壓差>50kPa時(shí)切換至備用床。（2）再生：采用脫水后干氣經(jīng)電加熱器升溫至250–280℃，自上而下吹掃，空速0.05–0.08m/s，持續(xù)6h，確保床層最高點(diǎn)溫度>230℃，使水脫附完全。（3）冷卻：關(guān)閉加熱器，用干氣繼續(xù)吹掃，床層降溫至<50℃，避免高溫吸附導(dǎo)致烴裂解。再生氣量約為處理氣量的5–8%，經(jīng)水冷器與分離罐后回原料氣入口，實(shí)現(xiàn)零排放。5.2畫(huà)出混合冷劑循環(huán)簡(jiǎn)化PFD，標(biāo)出丙烷預(yù)冷、混合冷劑低壓分離、高壓節(jié)流三節(jié)點(diǎn)，并說(shuō)明各節(jié)點(diǎn)典型溫度與壓力。答案：（文字描述）①丙烷預(yù)冷段：天然氣由40℃、5MPa冷卻至–35℃、4.9MPa；丙烷蒸發(fā)壓力0.3MPa，–34℃。②混合冷劑低壓分離：冷劑經(jīng)冷箱低壓端換熱后溫度–155℃、壓力0.3MPa，進(jìn)入低壓分離罐，頂部富氮?dú)夥祷貕嚎s機(jī)一段。③高壓節(jié)流：高壓冷劑4.5MPa、45℃經(jīng)J-T閥降至0.5MPa、–95℃，進(jìn)入冷箱提供低溫位冷量。上述三點(diǎn)構(gòu)成C3-MR循環(huán)核心，通過(guò)丙烷預(yù)冷降低混合冷劑流量，節(jié)省功耗約15%。5.3列舉高壓泵切換標(biāo)準(zhǔn)化操作票（SOP）前八步，并說(shuō)明每步關(guān)鍵參數(shù)。答案：（1）確認(rèn)備用泵具備啟動(dòng)條件：入口閥全開(kāi)、出口閥關(guān)、最小回流閥自動(dòng)、密封氣差壓>0.2MPa、電機(jī)絕緣>100MΩ。（2）啟動(dòng)預(yù)冷程序：以5m3/h流量引入LNG，控制泵殼降溫速率<3℃/min，直至泵殼溫度<–150℃，溫差<10℃。（3）盤(pán)車(chē)360°無(wú)卡澀，確認(rèn)軸承無(wú)異常聲響。（4）啟動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)速達(dá)到額定3000rpm后，檢查振動(dòng)<2.8mm/s、電流<額定105%、出口壓力穩(wěn)定。（5）緩慢開(kāi)啟出口閥，保持泵流量>最小連續(xù)穩(wěn)定流量60m3/h，防止喘振。（6）待運(yùn)行泵逐步關(guān)閉出口閥，觀察系統(tǒng)壓力波動(dòng)<0.2MPa，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷無(wú)擾動(dòng)轉(zhuǎn)移。（7）確認(rèn)原運(yùn)行泵出口閥全關(guān)后停電機(jī)，保持入口閥開(kāi)，泵殼處于冷備。（8）更新DCS狀態(tài)標(biāo)簽，記錄切換時(shí)間、電流、振動(dòng)、密封氣差壓，歸檔電子臺(tái)賬。5.4解釋LNG儲(chǔ)罐發(fā)生翻滾的機(jī)理，并給出預(yù)防與應(yīng)急措施。答案：機(jī)理：不同密度LNG分層，底層因漏熱溫度升高、密度減小，當(dāng)密度差>0.5kg/m3時(shí)，界面失穩(wěn)，突然混合，釋放大量BOG，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力驟升，安全閥起跳。預(yù)防：（1）罐內(nèi)安裝縱向溫度/密度監(jiān)測(cè)，差值>0.3kg/m3時(shí)啟動(dòng)罐內(nèi)泵循環(huán)，破壞分層。（2）新液盡量從底部進(jìn)料，采用多孔分布器，減少?lài)娚鋭?dòng)能。（3）長(zhǎng)期儲(chǔ)存時(shí)每7天自動(dòng)循環(huán)1h，保持均勻。應(yīng)急：（1）壓力升至90%安全閥設(shè)定值時(shí)，開(kāi)啟兩臺(tái)BOG壓縮機(jī)最大負(fù)荷，同時(shí)啟動(dòng)備用火炬。（2）若壓力繼續(xù)上升，開(kāi)啟罐頂噴霧泵，以細(xì)小液滴冷凝BOG，降低壓力。（3）通知船舶延遲靠泊，停止一切裝船/裝車(chē)作業(yè)