淺談中小型LNG低溫儲(chǔ)罐施工工藝

徐利霞

【摘 要】LNG低溫罐施工有正裝法和倒裝法，本文通過(guò)通過(guò)兩種工藝的分析對(duì)比，采用倒裝法施工工藝能夠?qū)崿F(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。淺談了低溫罐倒裝法施工工藝的難點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】低溫儲(chǔ)罐；倒裝法；施工工藝

隨著我國(guó)能源需求國(guó)際化進(jìn)程的加快，作為一種清潔能源的天然氣，具有優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)四大優(yōu)勢(shì)，正迅速地被開(kāi)發(fā)利用，許多地區(qū)紛紛開(kāi)始建設(shè)LNG接收站項(xiàng)目。作為L(zhǎng)NG接收站的重要組成部分， LNG儲(chǔ)罐的建造技術(shù)逐漸成為工程界關(guān)注的熱點(diǎn)。

1.低溫罐結(jié)構(gòu)介紹

低溫液體儲(chǔ)罐主要有三種形式，單層罐、雙層罐和全容罐。我國(guó)廣東大鵬、福建莆田和上海建造的LNG儲(chǔ)罐都采用了全容罐形式。全容罐的內(nèi)罐在正常工況下用以儲(chǔ)存LNG，而在內(nèi)罐泄漏的情況下，外罐以及外罐支持的罐頂形成的封閉結(jié)構(gòu)可用于儲(chǔ)存泄漏的LNG液體和蒸汽。

大型的LNG儲(chǔ)罐，一般均采用雙壁懸掛頂蓋的形式。我公司承建的西藏城市燃?xì)夤こ蘈NG低溫罐為內(nèi)外雙層罐，內(nèi)罐容積為2000m3，外罐高19.282米，直徑15.9米，罐體主材為Q345R鋼板，外罐凈重69.667t；內(nèi)罐高16.580米，直徑13.50米，內(nèi)罐凈重52.455t，罐體主材為06Cr19Ni10鋼板.其中內(nèi)罐和外罐之間設(shè)有保冷材料，罐體主要的絕熱層就是雙層罐罐體中間的夾層，夾層在罐體及附件完工之后，進(jìn)行充氮干燥，并填充珠光砂。形成一個(gè)與外界絕熱的保護(hù)層，保證內(nèi)罐的溫度維持在-160℃范圍（設(shè)計(jì)溫度為-196℃）。

2.低溫儲(chǔ)罐施工工藝

一般低溫罐內(nèi)、外罐施工均采用液壓頂升倒裝工藝，即在罐底、罐頂、第一節(jié)罐壁、承壓環(huán)施工完畢檢驗(yàn)合格后，利用液壓頂升裝置將罐壁及罐頂舉升，保證每節(jié)罐壁在地面組裝。

2.1低溫罐倒裝法施工工藝

基礎(chǔ)驗(yàn)收——外罐底板組焊——外罐頂圈壁板組焊——中心柱安裝、外罐頂安裝——內(nèi)罐吊頂安裝——液壓裝置安裝——其余壁板安裝——外罐底大角縫、收縮縫焊接——真空試漏——內(nèi)罐底圈環(huán)梁制作——罐底保冷施工——內(nèi)罐底板組對(duì)、焊接——液壓裝置安裝——內(nèi)罐壁板組焊——內(nèi)罐大角縫、收縮縫焊接——內(nèi)罐底真空試漏——內(nèi)罐充水、外罐氣密性試驗(yàn)——內(nèi)罐及附件保冷施工——竣工驗(yàn)收

2.2低溫儲(chǔ)罐正裝法施工工藝

外罐底板——外罐底圈壁板組焊——內(nèi)罐壁保冷支撐圈施工——內(nèi)罐底邊緣板組焊——內(nèi)罐底圈壁板組焊——交替組焊內(nèi)罐、外壁板直至頂圈壁板（需開(kāi)設(shè)內(nèi)外罐臨時(shí)大門）——搭設(shè)滿堂紅腳手架——內(nèi)罐頂板組焊——外罐承壓環(huán)組焊 外罐頂徑向梁、環(huán)向梁組焊——吊桿安裝——外罐頂板組焊——罐底保冷施工——內(nèi)罐底中幅板組焊——罐體附件安裝——內(nèi)外罐臨時(shí)大門封閉——充水試驗(yàn)——罐壁和罐頂保冷層施工——封孔

通過(guò)以上施工流程可以看出如果采用倒裝法施工優(yōu)點(diǎn)：

（1）內(nèi)外罐均采用液壓頂升施工，無(wú)須搭設(shè)腳手架，內(nèi)外罐壁和罐頂施工需吊車（外罐頂安裝）配合，施工成本大為降低。

（2）除外罐頂安裝外，所有安裝和檢驗(yàn)工作全部在地面進(jìn)行，工作效率高，有利于質(zhì)量控制和安全管理。

倒裝法施工缺點(diǎn)：

（1）無(wú)法開(kāi)展平行作業(yè)。

（2）在罐壁施工時(shí)，罐內(nèi)已經(jīng)是一個(gè)封閉的空間，通風(fēng)不順暢。

如果采用正裝法施工，優(yōu)點(diǎn)：

（1）內(nèi)外罐壁交替施工，作業(yè)面較為寬闊，在資源能夠保證的前提下，有利于縮短工期。

（2）由于罐內(nèi)外以及夾層均有腳手架，無(wú)損檢測(cè)出現(xiàn)返修時(shí)，不影響下一圈壁板的安裝。

（3）罐壁施工是在露天進(jìn)行，施工現(xiàn)場(chǎng)保持了良好的通風(fēng)。

缺點(diǎn)：

（1）罐內(nèi)外以及夾層均需搭設(shè)滿堂紅腳手架，而且腳手架使用周期長(zhǎng)。內(nèi)外罐頂以及上部組裝過(guò)程中，需使用大型吊車長(zhǎng)期配合，施工成本較高。

（2）高空作業(yè)較多，降低了工作效率，同時(shí)給質(zhì)量控制和安全管理帶來(lái)不便。

通過(guò)施工流程對(duì)比，倒裝法施工工藝施工成本低廉，除罐頂和附件施工外，有效的減少了高空作業(yè)，施工比較安全，能夠使施工組織更加科學(xué)、合理，有利于加快施工進(jìn)度和降低工程成本，為安全管理和質(zhì)量管理創(chuàng)造了良好的條件。

3.低溫儲(chǔ)罐施工工藝難點(diǎn)分析

低溫罐倒裝法施工工序是先進(jìn)行外罐主體施工，施工完以后，在外罐底部預(yù)留出一個(gè)臨時(shí)進(jìn)出口，通過(guò)這個(gè)進(jìn)出口進(jìn)行內(nèi)罐的施工，因內(nèi)外罐之間僅有1m的距離，施工空間極其有限，大型設(shè)備進(jìn)不了罐室內(nèi)，所以內(nèi)罐的施工是施工難點(diǎn)，在此主要介紹內(nèi)罐的施工。

3.1內(nèi)罐底板安裝

內(nèi)罐罐底扇形板下承重保冷層為現(xiàn)場(chǎng)澆注，應(yīng)在承重保冷層澆注完并達(dá)到一定強(qiáng)度后，在其上鋪設(shè)組裝環(huán)板。罐底鋪設(shè)吊裝時(shí)，把所有鋼絲繩使用膠帶全部纏起來(lái)。防止與不銹鋼接觸。

內(nèi)罐底板鋪設(shè)在罐底保冷層的干砂上。底板鋪設(shè)前要求干砂平整，因此施工人員施工中不允許在干砂上踩踏，也不允許鋼板在干砂上拖拽，內(nèi)罐底板用吊車運(yùn)至外罐大門，然后利用可沿臨時(shí)制作的內(nèi)罐桁架軌道行走的手拉小車和倒鏈配合安裝就位。

內(nèi)罐底板焊接時(shí)，也是采用先短后長(zhǎng)、先內(nèi)后外、均勻分布焊工、逆向分段退步焊的方式進(jìn)行焊接。在罐底中幅板焊道兩側(cè)放置配重砂袋，防止焊接變形。

3.2內(nèi)罐壁板安裝

低溫儲(chǔ)罐內(nèi)罐采用倒裝法施工，外罐底層壁板預(yù)留出一張板不安裝，兩側(cè)使用臨時(shí)支撐固定，防止罐體重量把預(yù)留鋼板兩側(cè)板壓彎。預(yù)留出的位置作為人員和小型機(jī)具進(jìn)出內(nèi)罐的通道，在內(nèi)罐全部安裝完畢后封閉。

內(nèi)罐施工時(shí)，在外罐預(yù)留口處設(shè)置一鼓風(fēng)機(jī)，在外罐拱頂中心處也設(shè)置一鼓風(fēng)機(jī)，保證罐內(nèi)通風(fēng)。把所有預(yù)制好的內(nèi)罐罐壁板先全部運(yùn)輸?shù)酵夤迌?nèi)，利用罐頂預(yù)留軌道和電動(dòng)葫蘆，把內(nèi)罐壁板，按照從里向外依次排放。因?yàn)閮?nèi)罐全部是不銹鋼板，在施工前需要做以下準(zhǔn)備工作：

（1）因?yàn)閮?nèi)外罐半徑相差1m，脹圈需要修整；在修整脹圈時(shí)，把脹圈外側(cè)使用2mm厚的不銹鋼板進(jìn)行覆蓋。

（2）把所有碳鋼工具全部清理出罐底，內(nèi)罐施工開(kāi)始后，所有使用工具必須是不銹鋼的或已加防護(hù)措施的碳鋼工具。組對(duì)壁板時(shí)，使用螺絲刀。

為了運(yùn)送內(nèi)罐壁板并使之安全就位，在內(nèi)外罐夾層上方的徑向梁上，設(shè)置一圈環(huán)形軌道，使用16#工字鋼，安裝可沿軌道行走的手拉小車，在手拉小車上安裝鋼絲繩和倒鏈即可用于內(nèi)罐壁板安裝。內(nèi)罐壁板由外罐大門運(yùn)入，由鋼絲繩、倒鏈和手拉小車配合使用，運(yùn)抵壁板安裝位置。

4.結(jié)束語(yǔ)

LNG儲(chǔ)罐為常壓、低溫型儲(chǔ)罐，其設(shè)計(jì)、材料、焊接和施工等方面相對(duì)于原油和成品油儲(chǔ)罐，技術(shù)含量高。低溫儲(chǔ)罐采用倒裝法施工工藝經(jīng)濟(jì)性、安全性好，生產(chǎn)效率高，可在類似工程中推廣運(yùn)用。

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