01 全容式LNG儲(chǔ)罐

隨著LNG行業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)國(guó)外都在大力推動(dòng)LNG基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。LNG接收站和LNG出口終端是當(dāng)之無(wú)愧的行業(yè)寵兒。

不管是在LNG接收站還是在LNG出口終端，LNG儲(chǔ)罐的身影總是少不了的。

LNG儲(chǔ)罐有多種類型，按照容量可以將其分為小容量LNG儲(chǔ)罐、中容量LNG儲(chǔ)罐、大容量LNG儲(chǔ)罐和超大容量LNG儲(chǔ)罐。

按照LNG儲(chǔ)罐的設(shè)置方式可以分為地上LNG儲(chǔ)罐和地下LNG儲(chǔ)罐。

按照LNG儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)形式可分為單包容LNG儲(chǔ)罐、雙包容LNG儲(chǔ)罐、全包容LNG儲(chǔ)罐和薄膜LNG儲(chǔ)罐等。

目前來(lái)說(shuō)，綜合經(jīng)濟(jì)性、安全性、適 用性等多方面考慮，超大型全容式預(yù)應(yīng)力混凝土地上儲(chǔ)罐主導(dǎo)了當(dāng)今的大規(guī)模LNG儲(chǔ)存設(shè)施。

02 儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)

全容式LNG儲(chǔ)罐為雙層結(jié)構(gòu)，其外罐包括罐底、罐壁和罐頂。外罐內(nèi)壁設(shè)置有防潮屏蔽襯板（16MnDR鋼板）。外罐頂為鋼制穹頂及鋼筋混凝土穹頂構(gòu)成的的復(fù)合穹頂。

全容式LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐多用06Ni9DR低溫鋼板制成。內(nèi)罐上方設(shè)置鋁合金吊頂以便在吊頂上安裝絕熱材料。

在內(nèi)外罐之間的罐底區(qū)域設(shè)置二次底板和熱角保護(hù)（06Ni9DR低溫鋼板），在內(nèi)罐泄漏時(shí)可起到緩沖保護(hù)的作用。

儲(chǔ)罐內(nèi)外罐環(huán)形空間內(nèi)用彈性玻璃氈及膨脹珍 珠巖填充保冷。罐底和熱角保護(hù)區(qū)域內(nèi)設(shè)置泡沫玻璃等材料保冷 。儲(chǔ)罐鋁吊頂上安裝玻璃棉等材料保冷。

▲ 全容式儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)示意圖

03 儲(chǔ)罐建設(shè)流程

全容式LNG儲(chǔ)罐 主要施工程 序包括：

儲(chǔ)罐樁基——承臺(tái)——各部件 預(yù)制——預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土外罐壁——鋼穹頂、鋁 吊頂組焊——承壓 環(huán)組焊——穹頂氣頂升——外罐襯板—— 保冷磚鋪設(shè)——二次底板與熱角保護(hù)—— 內(nèi)罐 組焊—— 罐內(nèi)附件安裝——儲(chǔ)罐水、氣壓力試驗(yàn)—— 罐內(nèi)電 儀——環(huán)空與吊頂保冷——氮?dú)庵脫Q——試車準(zhǔn)備。

施工順序并不完全嚴(yán)格按上述進(jìn)行。多個(gè)工序存在交叉作業(yè)。

同時(shí)，儲(chǔ)罐預(yù)應(yīng)力施工、儲(chǔ)罐配套管線、管架、鋼結(jié)構(gòu)等施工按計(jì)劃節(jié)點(diǎn)進(jìn)行即可。

▲ 全容式LNG儲(chǔ)罐建設(shè)主要流程

1）承臺(tái)

LNG 儲(chǔ)罐承臺(tái)屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，一旦控制不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致溫度裂 縫的發(fā)生。

施工中，為了避免承臺(tái)內(nèi)部出現(xiàn)較大的應(yīng)力，針對(duì)整體結(jié)構(gòu)，作分塊跳倉(cāng)對(duì)稱澆筑，充分利用免拆金屬網(wǎng)模板對(duì)施工縫進(jìn)行有效處理。

同時(shí)，施工應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)氣候特點(diǎn) ，在混凝土攪拌時(shí)，可通過(guò)加冰等措施將 混凝 土 入模溫度 控制到30度以 下。并且，在澆筑完成后，要第一時(shí)間做好澆水和養(yǎng)護(hù)工 作，以控制承臺(tái) 混凝土結(jié)構(gòu)裂縫 的發(fā)展。

▲ 分塊跳倉(cāng)承臺(tái)施工

2）外罐施工

外罐施工的質(zhì)量直接關(guān)系到儲(chǔ)罐的隔熱保冷性能與鋼制穹頂氣頂升施工。

外罐壁施工過(guò)程中，必須對(duì)其 垂直度、橢圓度以及混凝土表面的平整度予以全面考慮，有效控制外罐內(nèi)徑。

施工工序包括：

施工縫處理——鋼筋網(wǎng)片和預(yù)埋件安裝——預(yù)應(yīng)力波紋管安裝——扶壁柱鋼筋綁扎——內(nèi)模板提升與安裝——外模板提升與安裝——測(cè)量與調(diào)整——施工縫濕潤(rùn)、模板涂刷防粘結(jié)劑——聯(lián)合檢查驗(yàn)收——混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)— —下一層施工。

目前，LNG儲(chǔ)罐罐壁施工多采用DOKA模板。

混凝土外罐施工關(guān)鍵在于防止水化熱產(chǎn)生裂紋，主要從外墻混凝土配合比設(shè)計(jì)、分層分段澆筑施工、混凝土灑水覆蓋等方面進(jìn)行控制管理。

▲ 外罐壁施工

3） 穹頂氣頂升

穹頂施工工藝主要為模塊化施工工藝，將 穹頂 分塊預(yù)制后組裝焊接成整體，采用整體氣壓頂升工藝將拱頂頂升到安裝位置焊接固定。

穹頂氣壓頂升工藝應(yīng)用空氣壓差原理實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)是平衡系統(tǒng)和密封系統(tǒng)。

平衡系統(tǒng)確保拱頂從組裝位置上升到安裝固定位置過(guò)程中的平衡問(wèn)題，通常使用一定數(shù)量的鋼絲繩結(jié)合傳導(dǎo)和固定裝置構(gòu)成平衡系統(tǒng)。

密封系統(tǒng)是確保拱頂與罐體之間的空腔形成相對(duì)密封結(jié)構(gòu)，通過(guò)不斷鼓入空氣在空腔內(nèi)形成壓縮空氣使得空腔內(nèi)外部形成壓力差，使拱頂產(chǎn)生上升的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)拱頂上升到安裝固定位置焊接固定。

▲ 氣頂升過(guò)程 圖源網(wǎng)絡(luò)

4）外罐襯板與內(nèi)罐

外罐襯板通過(guò)外罐壁的預(yù)埋件實(shí)現(xiàn)和外罐的連接。

襯板施工的主要內(nèi)容為外罐底、外罐壁、連接罐壁襯板和罐底襯板的轉(zhuǎn)角板。

罐底襯板 分為邊緣板和中幅板，安裝原則為先進(jìn)行罐壁襯板和罐底邊緣襯板的安裝，最后進(jìn)行罐底中幅板襯板的安裝

內(nèi)罐施工包括內(nèi)罐底板和內(nèi)罐壁板。

內(nèi)罐底板施工前，其下部保冷玻璃磚鋪設(shè)平整度與下部混凝土環(huán)梁的平整度是檢查重點(diǎn)。

內(nèi)罐由06Ni9DR低溫鋼板制成。該鋼材是石化行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的焊接難度高的材料。應(yīng)注意從人機(jī)料法環(huán)多個(gè)環(huán)節(jié)共同把握焊接質(zhì)量。

▲ 內(nèi)罐施工

5）水、氣壓試驗(yàn)

水壓試驗(yàn)： 內(nèi)罐靜水壓試驗(yàn)主要驗(yàn)證內(nèi)罐強(qiáng)度及儲(chǔ)罐整體沉降情況。 靜水壓試驗(yàn)水源目前有海水和淡水兩種，采用海水進(jìn)行試驗(yàn)前需要做好防腐蝕工作。

注水前、注水中、排水及排水后分階段觀測(cè)內(nèi)罐體、基礎(chǔ)等沉降情況，過(guò)程中隨時(shí)觀察內(nèi)罐體是否有滲漏，為避免水汽凝結(jié)必要時(shí)在夾層采取強(qiáng)制通風(fēng)措施。

當(dāng)充水到設(shè)計(jì)最高液位并保持48h或者沉降已經(jīng)穩(wěn)定后，可保持更長(zhǎng)時(shí)間，內(nèi)罐無(wú)滲漏，罐體無(wú)異常變形才為合格。

氣壓試驗(yàn)： 內(nèi)罐為敞頂式，空氣壓力作用于外罐上。用空氣壓縮機(jī)向罐內(nèi)充壓壓縮空氣，試驗(yàn)壓力為1.25倍設(shè)計(jì)壓力。

氣壓試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)分別在試驗(yàn)壓力和設(shè)計(jì)壓力條件下合格。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)罐頂所有接管口的焊縫進(jìn)行目測(cè)檢查并通過(guò)噴灑洗衣粉液檢查罐頂、補(bǔ)強(qiáng)板以及接管處的泄露情況，如發(fā)現(xiàn)泄漏，則進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在泄壓后返修。

在氣壓試驗(yàn)同時(shí)，通過(guò)開(kāi)啟關(guān)閉隔離閥，使壓力放散閥開(kāi)啟，記錄開(kāi)啟關(guān)閉壓力，試驗(yàn)成功后將適用的隔離閥常開(kāi)。

6）氮?dú)飧稍锱c置換

大型LNG儲(chǔ)罐在水壓試驗(yàn)結(jié)束后，內(nèi)部可能存在大量游離水或水蒸氣。

低溫LNG進(jìn)入儲(chǔ)罐后，有水的部分會(huì)瞬間凝結(jié)成冰，造成內(nèi)罐結(jié)構(gòu)受損；另外內(nèi)外罐之間填充的膨脹珍珠巖也會(huì)結(jié)塊，影響保冷效果；儲(chǔ)罐附屬管道及低壓泵也可能結(jié)冰，對(duì)儲(chǔ)罐運(yùn)行造成影響。

需要進(jìn)行干燥置換的內(nèi)部空間包括內(nèi)罐空間、罐頂空間和環(huán)形空間(包括罐底保冷層)，通過(guò)向罐內(nèi)通入干燥惰性氣體置換，使內(nèi)部空間水份含量和氧含量都達(dá)到LNG 安全儲(chǔ)存的要求。

LNG儲(chǔ)罐干燥和置換一般采用 連續(xù)干燥及置換 或是 壓漲式 兩種方法，前者是指在置換過(guò)程中以充入的氮?dú)饬颗c排放量保持相同，使儲(chǔ)罐在置換過(guò)程中保持罐內(nèi)壓力基本不變化。

壓漲式是指先關(guān)閉罐的排放閥，往罐內(nèi)充一定壓力的氮?dú)?，斷開(kāi)充氮，打開(kāi)罐的排放閥 泄壓，降壓至一定壓力后再關(guān)閉排放，打開(kāi)氮?dú)馊肟诔鋲?，反?fù)進(jìn)行此工作。

04 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)能源戰(zhàn)略的提出，LNG在我國(guó)的能源占比正成快速增長(zhǎng)趨 勢(shì)。

我國(guó)正大力建設(shè)LNG接收站，隨之而來(lái)的是大量的LNG儲(chǔ)罐建設(shè)任務(wù)。LNG儲(chǔ)罐的投資甚至可以占到整個(gè)項(xiàng)目投資的1/4到1/3。

深入了解大型LNG儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)形式，掌握儲(chǔ) 罐建設(shè)過(guò)程，對(duì)LNG從業(yè)者而言有著切實(shí)的意義 。

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