李積杰 江煒 張曉東

摘要：本文以10000m3LNG雙金屬全容罐項(xiàng)目設(shè)計(jì)和建造為例，介紹了雙金屬全容罐的工藝、結(jié)構(gòu)及施工的特點(diǎn)，同時(shí)針對(duì)設(shè)計(jì)和建造中的難點(diǎn)、施工新工藝的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述，為同類型的儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和建造提供參考。

關(guān)鍵詞：天然氣；LNG；雙金屬；全容罐；10000m3

作為L(zhǎng)NG儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的主要存儲(chǔ)容器，LNG儲(chǔ)罐的研究與應(yīng)用越來(lái)越得到世界各國(guó)的重視，在國(guó)際上也得到了較快的發(fā)展。而雙金屬全容罐依靠其安全性較高、建造周期較短、投資成本較低的優(yōu)勢(shì)，在LNG儲(chǔ)運(yùn)中得到了廣泛的應(yīng)用。

本文以我公司自主設(shè)計(jì)建造的10000m3LNG雙金屬全容罐設(shè)計(jì)和建造為例就雙金屬全容罐進(jìn)行介紹。

1. 工藝設(shè)置

該項(xiàng)目雙金屬全容罐采用LNG常壓低溫儲(chǔ)存技術(shù)。主要用途是接收液化裝置的產(chǎn)品進(jìn)入LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，同時(shí)將BOG輸出至氣化裝置或送至上游液化裝置回收，LNG產(chǎn)品通過(guò)內(nèi)置泵外輸至裝車區(qū)或至氣化區(qū)。通過(guò)對(duì)BOG外輸與回收及安全泄放裝置設(shè)置合適的動(dòng)作壓力來(lái)兼顧BOG外輸與回收和安全保護(hù)。

主要工藝特點(diǎn)如下：

（1）設(shè)置兩臺(tái)伺服液位計(jì)和1臺(tái)雷達(dá)液位計(jì)對(duì)儲(chǔ)罐液位進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)檢測(cè)，控制時(shí)采用三選二模式，保證準(zhǔn)確性。同時(shí)設(shè)置高液位及低液位的聯(lián)鎖切斷，避免液位過(guò)高或過(guò)低；

（2）設(shè)置3臺(tái)壓力變送器及1個(gè)就地壓力表，可遠(yuǎn)程或就地試試監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐氣相壓力，控制采用三選二模式，保證準(zhǔn)確性。同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的安全泄放閥及真空閥，避免儲(chǔ)罐超壓或真空；

（3）設(shè)置液體溫度計(jì)，監(jiān)測(cè)LNG是否出現(xiàn)分層現(xiàn)象。同時(shí)設(shè)置上進(jìn)液和下進(jìn)液管線，根據(jù)介質(zhì)密度選擇進(jìn)液管線，有效的預(yù)防LNG分層產(chǎn)生，避免翻滾現(xiàn)象出現(xiàn)；

（4）在進(jìn)液、出液、BOG外輸和補(bǔ)氣管線設(shè)置相應(yīng)控制閥，可就地或遠(yuǎn)程操作，同時(shí)與儲(chǔ)罐的液位、壓力等控制信號(hào)聯(lián)鎖，有效的保障儲(chǔ)罐運(yùn)行安全、可靠；

（5）在儲(chǔ)罐的罐頂跟罐壁均設(shè)置相應(yīng)的水噴淋管線，可有效的控制罐壁溫度，避免因附近火災(zāi)等熱輻射引起罐壁溫度過(guò)高。

2. 儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目雙層金屬全容罐主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為GB/T26978《現(xiàn)場(chǎng)組裝立式圓筒平底鋼制液化天然氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)與建造》。

（1）結(jié)構(gòu)概述

儲(chǔ)罐內(nèi)罐為平底、圓筒形金屬儲(chǔ)罐，內(nèi)罐頂為吊頂型式，通過(guò)吊桿懸掛于外罐拱頂支撐結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)罐外罐為平底、圓筒形，罐頂為球型拱頂，頂部支撐結(jié)構(gòu)為肋環(huán)形金屬網(wǎng)架。正常工況下低溫的LNG液體儲(chǔ)存于儲(chǔ)罐內(nèi)罐中，外罐用于盛裝蒸發(fā)氣體及保冷材料。在泄漏事故工況下，外罐可用于盛裝所有LNG液體，并保持結(jié)構(gòu)上的氣密性。

儲(chǔ)罐基礎(chǔ)采用混凝土高架承臺(tái)，通過(guò)空氣對(duì)流，避免儲(chǔ)罐底部?jī)雒洝?/p>

儲(chǔ)罐設(shè)置1個(gè)折梯跟1個(gè)直爬梯，作為操作人員日常維護(hù)檢查及緊急撤離使用，罐頂設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)，用于閥門操作及檢修。

罐底、罐壁及罐頂采用相應(yīng)的保冷材料進(jìn)行保冷絕熱，有效控制儲(chǔ)罐的蒸發(fā)率。

3. 儲(chǔ)罐施工

3.1 工期

自8月1日儲(chǔ)罐基礎(chǔ)承臺(tái)交付起，至12月19日儲(chǔ)罐氮?dú)庵脫Q完成，共歷時(shí)141日歷日。

3.2 工序

主要施工工序如下圖所示：

3.3 難點(diǎn)及措施

（1）焊接變形

金屬焊接的時(shí)候，存在一定的焊接殘存應(yīng)力及焊接變形。而雙金屬全容罐的主要施工工作就是金屬之間的焊接。因此儲(chǔ)罐施工的主要難點(diǎn)就是控制焊接應(yīng)力及焊接變形。該項(xiàng)目通過(guò)控制焊接順序，增加防變形措施，同時(shí)采取有效的針對(duì)環(huán)境天氣的防護(hù)措施，有效的保障了儲(chǔ)罐整體的焊接質(zhì)量。

（2）水壓試驗(yàn)后濕度大

由于罐內(nèi)空氣流通性差，儲(chǔ)罐在經(jīng)過(guò)水壓試驗(yàn)之后，罐內(nèi)空間濕度較大，內(nèi)罐內(nèi)壁凝結(jié)水擦拭工作量大，且擦拭除濕效果差。嚴(yán)重影響后續(xù)的儀表安裝，保冷材料安裝。該項(xiàng)目在水壓試驗(yàn)之后，通過(guò)使用無(wú)油壓縮空氣對(duì)罐內(nèi)氣體進(jìn)行置換，有效的降低罐內(nèi)空氣的露點(diǎn)。

（3）工期緊

由于項(xiàng)目工期要求較緊，因此施工過(guò)程中，盡可能采取交叉作業(yè)模式。如吊頂施工的同時(shí)，拱頂?shù)钠脚_(tái)鋼結(jié)構(gòu)可同時(shí)進(jìn)行施工；熱角保護(hù)的玻璃磚鋪設(shè)的同時(shí)，對(duì)于已鋪設(shè)完成部分可以進(jìn)行熱角保護(hù)壁板的焊接工作；內(nèi)罐施工的同時(shí)，可以進(jìn)行罐頂?shù)墓艿朗┕ぁ?/p>

為了減少儲(chǔ)罐氮?dú)庵脫Q的周期，氮?dú)庵脫Q時(shí)，采用電伴熱方式先將氮?dú)馍郎刂良s50℃，再通入罐內(nèi)進(jìn)行置換，極大提升置換效率。

4. 總結(jié)

雙金屬全容罐的安全性比單容罐高，占地比單容罐小，造價(jià)跟工期比預(yù)應(yīng)力混凝土要低。隨著低溫儲(chǔ)運(yùn)的不斷發(fā)展，綜合安全性、可靠性跟經(jīng)濟(jì)性考慮，雙金屬全容罐也越來(lái)越受到投資者的青睞。本文所介紹的雙金屬全容罐較為典型，同類型的儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和建造可作為參考。

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（作者單位：中國(guó)空分工程有限公司）