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大型LNG储罐的操作检修及稳定性能

201909-2008:45:52

大型LNG储罐储存容量通常按照液化装置的液化能力、长距离运输所需总容量或冬季燃气调峰储备来考虑。在容积确定后,根据内罐表面积较小的要求,确定内罐尺寸,再加以修正。内罐的设计计算应充分考虑液柱静压力、气相压力、膨胀珍珠岩的侧压力、压力试验的影响以及地震荷载等因素。根据LNG液柱静压力等作用在罐壁上所产生的环向应力,计算罐壁的厚度。内罐吊顶设计应考虑吊顶自身重量以及覆盖在吊顶上的保冷材料、接管套筒、压力平衡孔的重量以及施工中的临时荷载。

外罐的设计与普通的常温罐类似。外罐的设计尺寸应满足保冷的要求,同时又能供人员及设备的自由出入以及操作和检修之便。外罐的罐顶需要考虑的荷载有风压、夹层气压、罐顶自身重量及罐顶集中荷载等。

由于低温储罐各部分间并非采用连续结构,因此在各结构不连续处均有较大的二次应力。这些部位就成了设计的关键部位,包括承压圈区域、筒体与底板连接处、拉带(锚栓)结构及其与筒体连接处。

储罐基础一般采用带加热系统的基础或架空的混凝土承台。

大型LNG储罐绝热设计的目的是减少冷损失,节约能源。一般要求绝热材料具有使用寿命长、组织稳定性高、密度小、热导率低、含水量少、抗压性能好、不易燃等优点。

内罐顶部绝热:因绝热材料覆盖在内罐吊顶之上,无需承受设备和蒸发气体的压力,一般采用玻璃棉或毯。玻璃棉具有轻质、可压缩、高强度和高弹性等特性。为防止膨胀珍珠岩或其他杂质通过缝隙进入内罐,较上面一层玻璃棉或毯外侧应带铝箔。

内外罐夹层绝热一般选用膨胀珍珠岩,膨胀珍珠岩是一种多孔的轻质粒状物料,热导率低,化学稳定性好。内罐在接收低温液体时会向内收缩,内、外罐环形空间内的膨胀珍珠岩会向下沉降来填补罐体位移留下的空隙,这就导致环形空间上部保冷材料的流失,影响顶部绝热效果。同时由于珍珠岩堆积密度加大也增大了对内罐罐壁的外部压力,当内罐因温度升高而向外膨胀时,这种外部压力还会进一步加大,可能会造成内罐壁承受不住外压而失稳;外罐也会随着环境温度的变化而收缩或膨胀,加剧这种现象。为了防止这种情况发生,一般在整个内罐外壁上安装一层弹性毡,只要所选弹性毡厚度满足在确定压力下的位移量大于内、外罐体可能出现的较大位移量,就能补偿罐体位移空隙,进而阻止了外压的增大。

内罐底部绝热材料除了考虑绝热,还应有足够的抗压强度,以支撑罐体自重、盛装液体的重量以及其他荷载的压力。通常将底部绝热结构分成承压圈和环两部分,承压圈采用珍珠岩混凝土或混凝土,其导热性能稳定、强度高、耐水、耐潮;而底部环一般采用玻璃砖或相当材料,其热导率低、密度小、价格低、原始材料易得、制作方便。

罐体施工包含:材料检验、基础验收、绝热基础施工、排版下料、组装、焊接、附件安装、焊接检验、压力与真空阀调试、总体试验、清洗、保冷、油漆以及质量措施及施工体系制定、施工人员组织、施工平面布置图绘制和施工进度安排等。

施工中,底板焊接要充分考虑到焊接变形因素,采用尽可能小变形量的焊接工艺和焊接顺序。罐体壁板安装一般采用倒装法,即从罐顶开始,按顶盖、筒体、底板的顺序从上往下安装。倒装法可减少高空作业,降低建造成本,方便施工,易于保证质量进度,缩短施工周期。内罐罐顶的安装常采用气吹顶升法或液压顶升法,罐顶预制散件应在罐底进行组装,组装方式与拱顶储罐相似,然后再用顶升法把吊顶顶升到安装位置。顶升时沿拱顶四周设置平衡装置以保证拱顶及吊顶的平衡。绝热基础玻璃砖施工时,同层与不同层均应严格错缝,每块砖侧面均用憎水性无机粘结剂进行粘结,较后一层泡沫玻璃砖砌好后,检查该平面的水平度及平面度。