LNG全容罐氣升頂質(zhì)量與安全控制措施

孔令飛

中海油石化工程有限公司 山東濟(jì)南 250000

2006年中國(guó)海油大鵬LNG建成投產(chǎn)，開創(chuàng)我國(guó)大型LNG接收站建設(shè)運(yùn)營(yíng)的序幕。截至目前，我國(guó)先后在大連、唐山、天津、上海、寧波、莆田、深圳、珠海、洋浦等地建成了多個(gè)液化天然氣接收站，標(biāo)志著我國(guó)已打破長(zhǎng)期以來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家在該領(lǐng)域的技術(shù)封鎖，為保障國(guó)家能源安全奠定基礎(chǔ)。罐頂氣升頂作業(yè)是LNG全容儲(chǔ)罐建造的重大施工作業(yè)，升頂過(guò)程中存在異常天氣、突然斷電、風(fēng)機(jī)故障、密封失效等多種不確定因素，稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致穹頂卡阻、傾斜，甚至氣升頂失敗。為保證升頂過(guò)程的順利進(jìn)行，本文就氣升頂過(guò)程質(zhì)量與安全控制措施開展研究。

1 氣升頂原理

LNG全容罐的穹頂板、吊頂和軌道梁等施工完成后，在穹頂最外側(cè)裝設(shè)密封裝置，使穹頂與罐壁、罐底之間，構(gòu)成一個(gè)密封空間。利用風(fēng)機(jī)向上述密封空間內(nèi)均勻送風(fēng)，當(dāng)空間內(nèi)的空氣壓力大于穹頂板和相關(guān)附件重力，以及密封裝置與罐壁摩擦力之和時(shí)，穹頂和相關(guān)附件在空氣壓力的作用下，沿壁板垂直上升至罐頂?shù)目箟涵h(huán)。穹頂與抗壓環(huán)頂板接觸后，罐頂相關(guān)工作人員通過(guò)楔子使穹頂與抗壓環(huán)固定并壓緊。壓緊后，由焊工進(jìn)行焊接固定[1]。

2 施工準(zhǔn)備

應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件和施工實(shí)際設(shè)置合理的氣升頂組織機(jī)構(gòu)，全體人員應(yīng)掌握氣升頂圖紙和技術(shù)方案，做到技術(shù)和安全交底全覆蓋。穹頂與抗壓環(huán)連接方式均采用焊接，升頂作業(yè)前應(yīng)對(duì)焊接材料、焊接方法進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，依據(jù)合格的焊接工藝評(píng)定報(bào)告編制焊接工藝規(guī)程[1]。所有焊工應(yīng)持證上崗，且必須入場(chǎng)考試合格。

氣升頂前，鋼制穹頂、鋁吊頂?shù)暮附雍烷_孔作業(yè)施工完畢并檢驗(yàn)合格，過(guò)程資料齊全完整，系統(tǒng)安裝完畢且經(jīng)檢查確認(rèn)，穹頂、儲(chǔ)罐內(nèi)部所有和升頂作業(yè)無(wú)關(guān)物品應(yīng)清除干凈，配重工作布置完成。平衡系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)應(yīng)調(diào)試合格，每個(gè)系統(tǒng)均處于正常工作狀態(tài)。檢查升頂工器具配備，電焊機(jī)、發(fā)電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)道閘板、倒鏈、千斤頂、大錘、L型板、楔子應(yīng)準(zhǔn)備完畢[2]。

3 過(guò)程控制

3.1 氣升頂控制

穹頂起升作業(yè)最好在天氣晴朗的上午開展，確保升頂過(guò)程不受不良天氣影響，也有充足時(shí)間進(jìn)行穹頂?shù)墓潭ㄅc焊接。預(yù)氣升頂前應(yīng)對(duì)平衡、密封、鼓風(fēng)、測(cè)量和通訊系統(tǒng)再次確認(rèn)，保證各系統(tǒng)均處于正常工作狀態(tài)。預(yù)升頂工作完成后，應(yīng)復(fù)核升頂氣壓、風(fēng)量與計(jì)算書的符合性。若測(cè)算出預(yù)升頂配重存在問(wèn)題，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

氣頂升作業(yè)前應(yīng)確認(rèn)全部設(shè)備和作業(yè)人員的就位情況，確保全部鼓風(fēng)機(jī)和供電系統(tǒng)均處于正常狀態(tài)。啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)增加罐內(nèi)空氣壓力，使鋼穹頂能夠緩慢提升。監(jiān)控人員應(yīng)密切觀察4個(gè)位置尺數(shù)據(jù)，確認(rèn)鋼穹頂是否平穩(wěn)提升，每間隔五分鐘記錄一次數(shù)據(jù)，填寫在氣升頂專業(yè)記錄表內(nèi)。增大進(jìn)風(fēng)量，持續(xù)觀察鋼穹頂提升情況，確認(rèn)二十四根導(dǎo)向繩是否處于正常狀態(tài)。繼續(xù)提升鼓風(fēng)量，同時(shí)觀察穹頂上升速率，確保穹頂平穩(wěn)上升。保持一定風(fēng)壓，使穹頂上升速度滿足設(shè)計(jì)要求。

罐頂氣升頂過(guò)程中，應(yīng)預(yù)留1臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)備用，如果升頂過(guò)程中主風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，首先需要將主風(fēng)機(jī)停機(jī)，然后進(jìn)行風(fēng)門切換并關(guān)閉主風(fēng)機(jī)的風(fēng)門，再開啟備用風(fēng)機(jī)的風(fēng)門，將備用風(fēng)機(jī)設(shè)置為主風(fēng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)行[2]。升頂過(guò)程中，若一處密封失效，必須保持罐頂氣升，應(yīng)啟動(dòng)備用鼓風(fēng)機(jī)，以彌補(bǔ)風(fēng)量損失。當(dāng)罐頂還有3m就達(dá)到位置時(shí)，減少風(fēng)機(jī)進(jìn)口流量，降低罐頂上升速度，保持壓力直到穹頂升到最高位置。若氣升頂過(guò)程中罐內(nèi)氣壓太大，造成穹頂提升速率過(guò)快，應(yīng)開啟泄壓閥，或通過(guò)降低進(jìn)氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果全部風(fēng)機(jī)開啟后，穹頂仍然處于下降狀態(tài)，應(yīng)采取關(guān)閉全部泄壓孔的措施，使穹頂緩慢降至臨時(shí)支柱處，同時(shí)保持全部風(fēng)機(jī)均處于開啟狀態(tài)[3]。

在鋼穹頂上升至貼緊抗壓環(huán)位置時(shí)，保持壓力小于150kg/㎡，最大氣壓應(yīng)小于200kg/㎡。在氣頂升施工的全程，以發(fā)電機(jī)作為主電源，為保證氣升頂作業(yè)的連續(xù)性，責(zé)任單位應(yīng)儲(chǔ)存充足的柴油，并且鼓風(fēng)機(jī)應(yīng)接入項(xiàng)目施工用電，防止柴油不足造成升頂作業(yè)失敗。

3.2 穹頂固定焊接

臨時(shí)固定件的布置。在氣升之前在相鄰的2條徑向梁之間，均勻焊接2個(gè)龍門板，每條徑向梁上同樣焊接1個(gè)龍門板；以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際楔子的長(zhǎng)度為依據(jù)，從混凝土罐壁向罐內(nèi)測(cè)量出相對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度，作為龍門板的安裝位置。

穹頂板固定。穹頂板與抗壓環(huán)緊密接觸后，在LNG全容罐頂均布的鉚工利用焊接在穹頂板上的龍門板，穿過(guò)楔子進(jìn)行固定。固定后焊工進(jìn)行組焊，以徑向梁為中心，每側(cè)焊接長(zhǎng)度大于600mm，焊縫采用雙層焊，焊腳高度應(yīng)大于6mm。如果穹頂板與抗壓環(huán)不均勻接觸，縫隙較大的位置可采用L板與千斤頂進(jìn)行調(diào)整，以便縮小固定間隙。當(dāng)穹頂板與抗壓環(huán)組對(duì)焊接總長(zhǎng)度約完成115m時(shí)，逐漸關(guān)小風(fēng)機(jī)進(jìn)口閥，減少送風(fēng)，降低罐內(nèi)氣壓，完成全部焊接作業(yè)。焊接完成后，徑向梁上的龍門板應(yīng)進(jìn)行切除，且應(yīng)進(jìn)行真空箱試驗(yàn)，確保穹頂?shù)膰?yán)密性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了LNG全容罐氣升頂?shù)馁|(zhì)量與安全控制措施，對(duì)氣升頂?shù)脑?、工作?zhǔn)備和過(guò)程控制進(jìn)行分析和說(shuō)明。氣升頂前應(yīng)組織實(shí)景預(yù)演練，以便于相關(guān)工作人員熟悉各自崗位及職責(zé)，若預(yù)氣升頂過(guò)程相關(guān)參數(shù)與計(jì)算書不相符，也可及時(shí)調(diào)整。升頂作業(yè)前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，制定完善的升頂方案。升頂過(guò)程中各道工序間應(yīng)相互協(xié)調(diào)、密切配合、統(tǒng)一指揮，確保升頂過(guò)程的順利進(jìn)行。