李積杰 江煒 張曉東

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

關(guān)鍵詞：天然氣；LNG；雙金屬；全容罐；10000m3

作為LNG儲運過程中的主要存儲容器，LNG儲罐的研究與應(yīng)用越來越得到世界各國的重視，在國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，在LNG儲運中得到了廣泛的應(yīng)用。

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

1. 工藝設(shè)置

該項目雙金屬全容罐采用LNG常壓低溫儲存技術(shù)。主要用途是接收液化裝置的產(chǎn)品進入LNG儲罐儲存，同時將BOG輸出至氣化裝置或送至上游液化裝置回收，LNG產(chǎn)品通過內(nèi)置泵外輸至裝車區(qū)或至氣化區(qū)。通過對BOG外輸與回收及安全泄放裝置設(shè)置合適的動作壓力來兼顧BOG外輸與回收和安全保護。

主要工藝特點如下：

（1）設(shè)置兩臺伺服液位計和1臺雷達液位計對儲罐液位進行連續(xù)實時檢測，控制時采用三選二模式，保證準(zhǔn)確性。同時設(shè)置高液位及低液位的聯(lián)鎖切斷，避免液位過高或過低；

（2）設(shè)置3臺壓力變送器及1個就地壓力表，可遠程或就地試試監(jiān)測儲罐氣相壓力，控制采用三選二模式，保證準(zhǔn)確性。同時設(shè)置相應(yīng)的安全泄放閥及真空閥，避免儲罐超壓或真空；

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

（4）在進液、出液、BOG外輸和補氣管線設(shè)置相應(yīng)控制閥，可就地或遠程操作，同時與儲罐的液位、壓力等控制信號聯(lián)鎖，有效的保障儲罐運行安全、可靠；

（5）在儲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高。

2. 儲罐結(jié)構(gòu)

本項目雙層金屬全容罐主要設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為GB/T26978《現(xiàn)場組裝立式圓筒平底鋼制液化天然氣儲罐的設(shè)計與建造》。

（1）結(jié)構(gòu)概述

儲罐內(nèi)罐為平底、圓筒形金屬儲罐，內(nèi)罐頂為吊頂型式，通過吊桿懸掛于外罐拱頂支撐結(jié)構(gòu)，儲罐外罐為平底、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液體儲存于儲罐內(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。

儲罐基礎(chǔ)采用混凝土高架承臺，通過空氣對流，避免儲罐底部凍脹。

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

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

3. 儲罐施工

3.1 工期

自8月1日儲罐基礎(chǔ)承臺交付起，至12月19日儲罐氮氣置換完成，共歷時141日歷日。

3.2 工序

主要施工工序如下圖所示：

3.3 難點及措施

（1）焊接變形

金屬焊接的時候，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。因此儲罐施工的主要難點就是控制焊接應(yīng)力及焊接變形。該項目通過控制焊接順序，增加防變形措施，同時采取有效的針對環(huán)境天氣的防護措施，有效的保障了儲罐整體的焊接質(zhì)量。

（2）水壓試驗后濕度大

由于罐內(nèi)空氣流通性差，儲罐在經(jīng)過水壓試驗之后，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。該項目在水壓試驗之后，通過使用無油壓縮空氣對罐內(nèi)氣體進行置換，有效的降低罐內(nèi)空氣的露點。

（3）工期緊

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

為了減少儲罐氮氣置換的周期，氮氣置換時，采用電伴熱方式先將氮氣升溫至約50℃，再通入罐內(nèi)進行置換，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，造價跟工期比預(yù)應(yīng)力混凝土要低。隨著低溫儲運的不斷發(fā)展，綜合安全性、可靠性跟經(jīng)濟性考慮，雙金屬全容罐也越來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，同類型的儲罐的設(shè)計和建造可作為參考。

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（作者單位：中國空分工程有限公司）