LNG 儲罐的技術研究

季世生

摘要：LNG 作為少有的清潔能源之一，其對于我們的生活而言有著非常重要的影響和意義，由于該能源需要處于 -162℃才能保持其自身的基本特性，這無疑增加了該能源的儲存難度和運輸難度，對此筆者將圍繞液化天然氣這一主題，從儲罐罐體安裝重難點、LNG 儲罐的施工流程以 LNG 儲罐施工工藝等方面與大家展開探究，希望為從事 LNG 儲罐等相關崗位的工作人員提供一些參考意見。

關鍵詞：LNG 儲罐;技術;研究

引言

LNG，即液化天然氣，是通過制冷的方式，將氣態(tài)的天然氣液化而得到的液體，液化溫度達到 -162℃。液化后的天然氣體積驟減，因此便于運輸和儲存，因而得到國際范圍內的廣泛研究和應用。

一、LNG 儲罐罐體安裝重難點

就當前LNG 儲罐罐體安裝工作來看，儲罐結構的復雜性對材料種類選擇以及焊接工藝精確度等提出了較大挑戰(zhàn)，特別是在內罐安裝工作開展過程中，除了選擇高材質的鋼板外，工作人員也應當加強對現(xiàn)場焊接工作的重視，這樣才能保證其焊接質量。在焊接完成之后，工作人員還應當及時對內罐底板進行 PT 檢測和 RT 檢測，通過重復檢測等方式，及時發(fā)現(xiàn)邊緣板和內罐壁板等位置存在的問題并處理，保障其整體工作質量。

二、LNG儲罐的施工流程

現(xiàn)階段，隨著我國科技水平的不斷發(fā)展，LNG 儲罐施工工藝也在不斷進步，LNG 儲罐施工工藝十分復雜，因此，需要很多專業(yè)工作人員共同配合才能完成，因此，嚴格把控施工流程就十分必要。

三、LNG儲罐施工工藝技術

國內已經(jīng)和正在建造的 LNG 儲罐，不管其工藝及設備技術來自何方， 但儲罐建造施工無一例外地都由國內施工隊伍完成。因此，國內較早承擔大型LNG 儲罐建造施工的企業(yè)，已積累了豐富的經(jīng)驗，并在基礎及罐壁混凝土施工、內外罐組裝焊接施工和絕熱結構施工等方面對國外技術進行了改進。

（一）外罐施工工藝

16×104m3LNG 低溫儲罐外罐通常為預應力混凝土結構，一是重點關注混凝土外罐墻體，由于混凝土水化熱控制不好容易出現(xiàn)溫度裂縫，影響總體感觀質量;二是外觀尺寸，特別是外罐的垂直度和表面平整度等，直接影響拱頂氣壓頂升實施;三是預應力管道的施工，尤其需要做好過程中的成品保護和接頭處的密封工作，防止混凝土進入管道內部。四是預應力施工工藝，重點在于預應力筋穿束、張拉順序、張拉方式、孔道灌漿等各環(huán)節(jié)。

外罐墻體模板拼接容易出現(xiàn)模板面弧度、尺寸、垂直度等超標。施工中要求按照圖紙中加工尺寸，制作造型木弧度樣板;精確測放出模板位置，用水準儀檢查標高。

混凝土外罐施工關鍵在于防止水化熱產生裂紋，主要從外墻混凝土配合比設計、分層分段澆筑施工、混凝土灑水覆蓋等方面進行控制管理。

（二）拱頂施工工藝

拱頂施工工藝主要為模塊化施工工藝，將拱頂分塊預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。

拱頂氣壓頂升工藝應用空氣壓差原理實現(xiàn)，重點是平衡系統(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程中的平衡問題，通常使用一定數(shù)量的鋼絲繩結合傳導和固定裝置構成平衡系統(tǒng)。密封系統(tǒng)是確保拱頂與罐體之間的空腔形成相對密封結構，通過不斷鼓入空氣在空腔內形成壓縮空氣使得空腔內外部形成壓力差，使拱頂產生上升的動力實現(xiàn)拱頂上升到安裝固定位置焊接固定。

（三）內罐施工工藝

16×104m3LNG 低溫儲罐內罐為立式圓筒平底結構，內罐用材料選用是其設計與建造的技術關鍵之一，9%Ni 鋼因其強度高、韌性好廣泛應用于大型 LNG 儲罐。

內罐施工重點是結構尺寸的控制和9%Ni 鋼的焊接。

內罐底板通過環(huán)板與中心底板的排板優(yōu)化，控制焊接順序和工藝參數(shù)，輔助焊接變現(xiàn)控制工裝控制施工質量。內罐底板施工一般采用從中心向外的總體施工順序，焊接按照先長后短的原則，單條焊縫分段退步焊工藝;環(huán)形焊縫焊接工作均勻分段同步開展。內罐壁板通常采用正裝施工工藝，罐體縱向焊縫采用手工電弧焊，環(huán)向焊縫采用埋弧自動焊。使用臨時施工電動葫蘆結合汽車吊吊裝壁板，組裝過程中通過工裝進行臨時固定和控制焊接過程中的焊接變形。內罐主體焊縫焊接后按照100%的比例進行 PT 和 RT 檢測，同時，靜水壓試驗水面以上罐體主體焊縫和底板焊縫還需要進行真空箱試驗進行檢測。

（四）靜水壓試驗

內罐靜水壓試驗主要驗證內罐強度及儲罐整體沉降情況。靜水壓試驗水源目前有海水和淡水兩種，采用海水進行試驗前需要做好靜電防腐蝕工作。

注水前、注水中、排水及排水后分階段觀測內罐體、基礎等沉降情況， 過程中隨時觀察內罐體是否有滲漏，為避免水汽凝結必要時在夾層采取強制通風措施。

（五）罐體保冷施工

保冷層的施技術主要包括兩個方面：內罐底部保冷層的施工與內外罐壁間保冷技術。（1）內罐底部保冷層的施工技術。該保冷層的用料主要采用泡沫玻璃磚，進而粘結時采用熱瀝青，為了確保泡沫玻璃磚的平整程度，應該采取對接的方式來鋪設層間瀝青，在玻璃磚鋪設時，首先應該在熱瀝青中浸泡玻璃磚，進而在最短的時間內將玻璃磚安放到合適的位置， 其次還應該在頂層的玻璃磚上鋪設一層玻璃布，這個鋪設的粘結物采用的是熱瀝青，其厚度在5毫米左右，同時，還應該鋪設一層 PE 膜，這個膜主要起到防潮的作用，最后在外側鋪設厚度大于500毫米的細砂，主要起到找平的作用。（2）內外罐壁間保冷層施工。在完成罐體的實驗之后，應該進行內外罐壁間保冷層的施工，主要存在兩種保冷方式：低溫玻璃棉保冷與珍珠巖保冷。不同的保冷方式發(fā)揮的作用以及保冷原理不盡相同。其中低溫玻璃棉保冷：根據(jù)設計的要求，在罐壁上安裝有固定稍釘，固定稍釘?shù)姆椒ú捎媚z接的方法，罐壁表面應該確保清潔，沒有雜物，這樣才可以方便后期的施工。珍珠巖保冷：在內外罐壁之間填充珍珠巖粉，對于鋪設的厚度應該限制在一定的范圍之內，每層厚度應該維持在3米左右，在填充完成之后還應該充分進行振搗，只有這樣才可以充分發(fā)揮珍珠巖粉的作用，實現(xiàn)其保冷的作用。

（六）氮氣置換

氮氣置換采用干燥的氮氣對儲罐內部進行干燥和置換內部空氣，為預冷做好準備。置換使用的氮氣可以使用現(xiàn)場液氮氣化或制氮機器產生，氮氣置換順序按照底部、夾層、內罐進行。氮氣置換過程中需要控制氮氣壓力和氮氣進入的流速，置換過程中在每個區(qū)域氮氣出口管口處測量露點，符合要求后封閉管口。

四、結束語

綜上所述，隨著我國社會和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國對能源的需求量越來越大，傳統(tǒng)的能源類型不僅污染空氣，而且和國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略相違背。天然氣資源作為一種新型的清潔能源，國家對其重視程度越來越大。LNG 儲罐在天然氣行業(yè)中占據(jù)重要的位置，由于其施工難度大，工序多，因此，需要不斷加大投入力度，全文主要對 LNG 儲罐的施工技術要點進行分析，為促進天然氣行業(yè)的快速發(fā)展做出貢獻。

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