尚凡玲 吳善軍 朱國(guó)強(qiáng)

（中石化中原建設(shè)工程有限公司，河南 濮陽(yáng) 457001）

淺談LNG儲(chǔ)罐外罐施工設(shè)備選型與應(yīng)用

尚凡玲 吳善軍 朱國(guó)強(qiáng)

（中石化中原建設(shè)工程有限公司，河南 濮陽(yáng) 457001）

結(jié)合中石化中原建設(shè)工程有限公司承建的廣西北海16×104m3LN G儲(chǔ)罐外罐施工項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)踐，簡(jiǎn)單介紹了工程概況，重點(diǎn)對(duì)LN G儲(chǔ)罐外罐施工項(xiàng)目中主要施工設(shè)備的選型與應(yīng)用進(jìn)行了分析。

LN G儲(chǔ)罐；DO KA模板系統(tǒng)；塔式起重機(jī)；塔式布料機(jī)；混凝土泵

目前國(guó)內(nèi)天然氣在能源結(jié)構(gòu)中占的比例較低，其主要原因是天然氣的運(yùn)輸和儲(chǔ)存方式主要是液化天然氣（LNG），而國(guó)內(nèi)自主實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和施工的能力不足。大量天然氣液化后通過(guò)海運(yùn)進(jìn)口到國(guó)內(nèi)，通過(guò)沿海LNG接收站輸送到內(nèi)陸。

一、工程概況

每個(gè)LNG接收終端站都建有數(shù)量不等的LNG儲(chǔ)罐。中石化天然氣分公司在廣西建設(shè)一套工程規(guī)模為300萬(wàn)t/年液化天然氣項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)LNG項(xiàng)目），項(xiàng)目包括碼頭及陸域形成工程、接收站工程、輸氣管道工程3個(gè)單項(xiàng)工程。碼頭及陸域形成工程和接收站工程位于廣西壯族自治區(qū)北海市鐵山港工業(yè)區(qū)；LNG專(zhuān)用碼頭可以停靠8～26.6萬(wàn)m3的大型LNG遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船。接收站用來(lái)接卸和儲(chǔ)存LNG，氣化后的天然氣通過(guò)輸氣管道送至用戶。

2010年以來(lái)，我公司將大型LNG低溫儲(chǔ)罐施工技術(shù)研究作為重點(diǎn)研究課題，在總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合青島LNG儲(chǔ)罐的施工建設(shè)，全面發(fā)展并提升公司LNG低溫儲(chǔ)罐施工技術(shù)水平，掌握了16×104m3LNG低溫儲(chǔ)罐的建造技術(shù)。2013年3月，中標(biāo)了廣西液化天然氣（LNG）項(xiàng)目接收站工程16×104m3LNG儲(chǔ)罐罐體4號(hào)罐外罐建筑(不含預(yù)應(yīng)力系統(tǒng))工程。

廣西液化天然氣（LNG）項(xiàng)目接收站工程LNG儲(chǔ)罐罐體外罐建筑(不含預(yù)應(yīng)力系統(tǒng))工程，包括鋼筋混凝土承臺(tái)、預(yù)應(yīng)力混凝土罐壁、鋼筋混凝土罐頂、罐內(nèi)找平層、罐內(nèi)低溫環(huán)梁及樓梯間基礎(chǔ)等工作。承臺(tái)半徑為43.7m，厚1.2m，罐壁厚0.8m，內(nèi)側(cè)半徑為41m，外側(cè)半徑為41.8m，罐壁標(biāo)高40.145m，穹頂標(biāo)高為50.386m。該工程要求2013年4月1日開(kāi)工，2015年6月30日交工。

二、主要施工設(shè)備的配備及設(shè)備選型方案

1.施工設(shè)備的配備

LNG儲(chǔ)罐內(nèi)側(cè)半徑為41m，外側(cè)半徑為41.8m，罐壁標(biāo)高40.145m，穹頂標(biāo)高為50.386m，工作時(shí)要求無(wú)附壁，施工時(shí)要求每一帶沿圓周均勻劃分3個(gè)施工澆筑段進(jìn)行對(duì)稱(chēng)澆筑。LNG儲(chǔ)罐外罐罐壁混凝土級(jí)別要求是C50，穹頂標(biāo)高為50.386m，罐壁每一帶需連續(xù)一次性澆筑作業(yè)。同時(shí)，按照LNG儲(chǔ)罐外罐罐壁混凝土施工工藝的要求，LNG外罐罐壁的施工工藝包括鋼筋網(wǎng)片的綁扎和安裝，混凝土模板的安裝和定型，混凝土的澆筑等施工工藝，以上施工工序的完成必須由相應(yīng)的設(shè)備配合來(lái)完成。因此，16萬(wàn)m3LNG全容式儲(chǔ)罐的混凝土外罐施工中所要使用的主要設(shè)備及數(shù)量見(jiàn)表1。

表1

2.施工設(shè)備的選型原則

設(shè)備的選型必須本著經(jīng)濟(jì)、高效、安全的原則進(jìn)行，需要有一個(gè)良好的運(yùn)行機(jī)制，編制采購(gòu)流程是設(shè)備選型成功的關(guān)鍵。

三、主要施工設(shè)備的選型

LNG儲(chǔ)罐施工涉及大體積混凝土技術(shù)、低溫鋼筋施工技術(shù)、模板爬升施工技術(shù)。以上施工技術(shù)難點(diǎn)多，要求設(shè)備性能優(yōu)良，專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)。我公司首次施工LNG儲(chǔ)罐項(xiàng)目，主要施工設(shè)備為空白，由于工程的施工工期比較緊迫，工序繁多，使用機(jī)械設(shè)備的數(shù)量、種類(lèi)較多，能否解決好主要施工設(shè)備的選型和調(diào)配，關(guān)系著整個(gè)工程能否順利進(jìn)行，能否保質(zhì)按期完成整個(gè)工程。為此，通過(guò)考察主要施工設(shè)備的生產(chǎn)廠家，從技術(shù)參數(shù)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性?xún)r(jià)比等因素進(jìn)行分析，綜合評(píng)價(jià)后最終選取設(shè)備型號(hào)和數(shù)量。

1.模板的選型

16×104m3LNG儲(chǔ)罐外罐施工采用爬模工藝，所用模板體系為國(guó)外進(jìn)口。目前國(guó)外模板在國(guó)內(nèi)使用的有瑞士的多卡模板F150體系和西班牙的屋瑪模板體系。在現(xiàn)已建成的16×104m3LNG儲(chǔ)罐外罐施工中，屋瑪模板在大型曲面支模施工中沒(méi)有成熟經(jīng)驗(yàn)。該套模板體系重量較大，對(duì)塔吊性能提出了更高的要求，且此模板構(gòu)件大部分由國(guó)內(nèi)加工，拼裝精度較差，使得設(shè)備在爬升過(guò)程中其操作工人增加，施工成本加大。在綜合考慮兩種模板的經(jīng)濟(jì)性、適用性和安全性后選用了多卡模板。多卡模板的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用見(jiàn)圖1。

圖1

2.塔式起重機(jī)的選型

塔式起重機(jī)在施工中主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)材料的倒運(yùn)、鋼筋網(wǎng)片的吊裝就位、模板的提升等工作，16×104m3LNG儲(chǔ)罐外罐直徑為83.6m，施工中要做到全部覆蓋，對(duì)塔機(jī)臂長(zhǎng)有要求，且不能附著外罐壁。

現(xiàn)場(chǎng)考察國(guó)內(nèi)3家塔式起重機(jī)的生產(chǎn)廠家后，根據(jù)施工要求配置選型見(jiàn)表2。

3家生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)參數(shù)基本上能夠滿足施工要求，但是由于塔機(jī)類(lèi)型的不同，造成價(jià)格相差較大，塔機(jī)類(lèi)型的選擇成為選型關(guān)鍵因素。隨著科技創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展，大型建筑的要求工期越來(lái)越短，工況作業(yè)環(huán)境也越來(lái)越密集、狹小，平頭式塔機(jī)作業(yè)時(shí)特點(diǎn)愈加顯著，其具有設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠性高、抗疲勞和沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，從公司長(zhǎng)期發(fā)展的角度考慮，選用了平頭式塔式起重機(jī)。

表2

3.塔式布料機(jī)的選型

塔式布料機(jī)一般與混凝土泵配套使用，主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑工作，是泵送混凝土的末端設(shè)備。其作用是將泵壓來(lái)的混凝土通過(guò)管道送到要澆筑構(gòu)建的模板內(nèi)，能夠靈活的實(shí)現(xiàn)大面積混凝土布料，實(shí)現(xiàn)混凝土澆筑的連續(xù)性，充分發(fā)揮泵送的優(yōu)越性，擴(kuò)大混凝土泵的適用范圍，提高其性能，從而提高施工效率，節(jié)省勞力，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工期。凝土布料機(jī)的選型、布設(shè)應(yīng)根據(jù)混凝土澆筑場(chǎng)地特點(diǎn)、混凝土澆筑方案、布料機(jī)的性能確定。

經(jīng)過(guò)考察國(guó)內(nèi)兩家混凝土布料機(jī)的生產(chǎn)廠家后選型見(jiàn)表3。

綜合考慮兩種布料機(jī)的臂長(zhǎng)、驅(qū)動(dòng)方式、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)方位、抗風(fēng)能力、塔身高度、系統(tǒng)壓力、流量等主要技術(shù)參數(shù)以及售后服務(wù)、經(jīng)濟(jì)性等因素，我公司在施工中選用了三一重工生產(chǎn)的HGT 41塔式布料機(jī)。塔式布料機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用見(jiàn)圖2。

4.混凝土泵的選型

混凝土泵主要是在現(xiàn)場(chǎng)配合塔式布料機(jī)進(jìn)行混凝土澆筑工作的一種施工機(jī)械。混凝土泵的選型主要從技術(shù)參數(shù)即輸送排量、出口壓力、電機(jī)功率和分配閥形式入手。而電機(jī)功率是決定出口壓力和輸送方量的前提條件，根據(jù)輸送距離的高度選擇出口壓力；根據(jù)攪拌供料的能力選擇輸出方量的范圍；根據(jù)泵送混凝土的骨料情況選擇分配閥的形式。

圖2

考察國(guó)內(nèi)3家混凝土泵的生產(chǎn)廠家后選型見(jiàn)表4。

表3

表4

通過(guò)對(duì)3個(gè)生產(chǎn)廠家的主要技術(shù)參數(shù)、售后服務(wù)、經(jīng)濟(jì)性等因素的對(duì)比評(píng)價(jià)后選用了中聯(lián)重科HBT 80.18.132SU混凝土泵。

綜上所述，在16萬(wàn)m3LNG全容式儲(chǔ)罐的混凝土外罐施工中所使用的主要設(shè)備型號(hào)及數(shù)量見(jiàn)表5。

施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備布置全景圖見(jiàn)圖3。

表5

圖3

四、LNG儲(chǔ)罐外罐施工設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況

由于嚴(yán)格按照施工工藝技術(shù)要求對(duì)施工設(shè)備進(jìn)行選型，設(shè)備制造過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行制造標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)范，安裝過(guò)程中從地基基礎(chǔ)預(yù)埋、現(xiàn)場(chǎng)安裝就位、試運(yùn)行等環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備保養(yǎng)安全操作規(guī)程，自16×104m3LNG儲(chǔ)罐外罐施工建設(shè)以來(lái)，沒(méi)有出現(xiàn)任何設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題，全部設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好。

五、設(shè)備在施工生產(chǎn)中實(shí)施效果

2013年，中原建設(shè)工程公司從儲(chǔ)罐外罐施工建設(shè)立項(xiàng)后，通過(guò)設(shè)備調(diào)研、論證，共購(gòu)入ST T 403-18塔式起重機(jī)1臺(tái)；ST T 293-18塔式起重機(jī)1臺(tái)，HG41塔式布料機(jī)3臺(tái)，HBT 80C-1818Ⅲ混凝土泵3臺(tái)，DOKA150F模板1套。設(shè)備總投資1583.7萬(wàn)元。經(jīng)過(guò)1年多的施工，完成建安量為4500萬(wàn)元，投資利潤(rùn)率為16.7%，收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]中石化第十建設(shè)有限公司.廣西液化天然氣(LNG)項(xiàng)目接收站工程LNG儲(chǔ)罐外罐建筑工程施工承包招標(biāo)文件. 2013.

[2]中石化中原石油勘探局勘察設(shè)計(jì)研究院.16×104m3LNG儲(chǔ)罐外罐施工設(shè)備購(gòu)置可行性研究報(bào)告.2013，5.

TE97

B

1671-0711（2015）10-0060-03

2015-08-26）