中小型LNG储罐施工技术

【摘要】天然气作为一种清洁能源日益受到世界各国的高度重视。目前我国从改变能源结构和改善环境状况角度出发，正积极发展液化天然气（LNG）技术。无论是LNG接收站，还是天然气液化厂，LNG储罐都是最为关键的设备。LNG储罐材料特殊，施工难度大、技术要求高。本文以2000m3LNG储罐为例，通过总结施工技术，期望能够为中小型LNG储罐施工提供参考。

【关键词】中小型LNG储罐

1 中小型LNG储罐结构示意图

目前我国大型LNG储罐均采用双层罐体结构形式，外罐为预应力混凝土罐，内罐为9Ni钢罐，内外罐壁之间填充保冷材料。中小型LNG储罐也采用双层罐体结构形式，但与大型LNG储罐不同的是，中小型LNG储罐外罐材质一般采用Q345R，内罐材质采用0Cr18Ni9，内外罐壁之间填充保冷材料。本文介绍的LNG储罐有效容积为2000m3，内罐最大承受压力不超过20kPa，外罐直径为15.9m，内罐直径为13.5m，外罐总高为19.083m，设计温度为-190℃，工作温度为-160℃。

2 中小型LNG储罐施工工艺流程

中小型LNG储罐施工工艺流程主要包括以下几点：

基础施工及验收――内外罐钢板预制――外罐底板组对焊接――第一圈外罐壁板组装――第一圈外罐壁板焊接――中心柱安装――外罐顶组对焊接――液压装置安装――外罐壁板液压举升――附件及内罐安装――外罐底板气密试验――内罐底圈环梁制作――泡沫玻璃砖安装――内罐底板组对焊接――内罐壁板组装――内罐壁板焊接――内罐拱顶组对焊接――内罐壁板液压举升――附件安装――内罐壁板酸洗钝化――罐体试验――内罐及附件保冷施工――试车――竣工验收

3 中小型LNG储罐罐体安装施工要点

3.1 罐体钢板预制

（1）排版：按照设计蓝图、标准要求及实际材料规格进行排版。

（2）放样：弧形样板的弦长不得小于2m；直线样板的长度不得小于1m；样板宜用0.5mm～0.7mm厚铁皮制作，其允许偏差应符合设计要求。

（3）切割：气割前应将钢材表面清理干净，气割后应清除熔渣和飞溅物，气割允许偏差应满足设计要求。

（4）坡口：板材的坡口加工采用角向磨光机进行，坡口形式和角度均应按图纸要求加工。

3.2 罐体安装

外罐材质为Q345R，其安装工艺与常温储罐的一致。内罐材质为0Cr18Ni9，以下主要介绍内罐的施工技术：

3.2.1安装准备

为保证内罐安装能够顺利进行，需要在外罐底圈壁板预留长6m、高2m的洞口作为临时进出口。

3.2.2内罐罐底板安装

（1）罐底保冷施工完毕后方可进行内罐底板的铺设、焊接。

（2）罐底板连接采取搭接方式。焊接原则是先短后长，先焊纵缝后焊横缝，中幅板与边缘板搭接缝不焊，留作收缩焊缝。罐底焊接完毕后，根据标准要求进行无损检测。

3.3 内罐拱顶及壁板安装

3.3.1内罐拱顶预制与安装

该储罐拱顶与罐壁采用连接板进行连接。连接板组焊完毕后，在连接板上焊限位挡板，挡板分布间隙为500mm。因为外罐安装先于内罐，所以内罐拱顶安装只能采用抱杆倒装法。抱杆分为三部分：罐顶固定部分，用六块10mm的钢板作加强筋板，槽钢作支撑；动力起吊部分，用卷扬机并配合滑轮组做起吊装置；抱杆部分，采用两根φ108×14的管子，管子通过螺栓连接，在管子顶部安装一万向轮装置，保证抱杆自由移动。

3.3.2内罐壁板安装

内罐壁板安装采用液压举升倒装法。组装顺序：壁板预制――壁板组装――壁板立缝焊接――壁板环缝焊接――壁板液压举升――安装下一圈壁板

4 中小型LNG储罐工艺施工要点

该储罐工艺施工的主要有以下要点：

4.1 内罐的焊接方法

内罐罐顶板和底板采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面的焊接模式；壁板采用双面氩弧焊进行焊接。该焊接方法无需焊后清渣，焊缝成型美观，焊接变形量小。可以减少加热，具有前后焊接变形相互抵消的优点，避免背面氧化问题的发生，同时提高了工效。

4.2 保冷层施工技术

4.2.1内罐底部保冷层施工技术

保冷层采用泡沫玻璃砖，用热沥青粘结。为保证泡沫玻璃砖平整度，在铺设层间沥青毡时，应采取对接方式。在铺设玻璃砖时，首先把玻璃砖在热沥青中浸泡，然后迅速将其安放在底板合适位置；在顶层玻璃砖表面敷设一层玻璃布，用厚度大约为5mm的热沥青粘贴；在玻璃布上敷设一层PE膜，作为防潮层；在PE膜上敷设厚度不小于500mm的干燥细沙，作为找平层。

4.2.2内外罐壁间保冷层施工技术

内外罐壁间保冷层应在罐体试验完成后进行。保冷方式有两种：

（1）低温玻璃棉保冷：

在罐壁上按设计文件要求安装固定销钉。采用胶接法固定销钉时，罐壁表面应当清洁无污物，在固定销钉上挂铺低温玻璃棉，用自粘性铝条固定并密封接缝。

（2）珍珠岩保冷：

在内、外罐壁间分层充填珍珠岩粉，每层厚度宜为3m，每层充填完后应对珍珠岩粉进行振捣，使密度达到设计文件要求。

4.2.3工艺管线保冷施工技术

工艺管线保冷层采用对接接缝分层包扎，层间对接缝应错开布置。竖向管线的保冷材料应用不锈钢丝悬挂于外罐顶，以防下沉。

4.3 酸洗钝化施工技术

4.3.1酸洗钝化部位

（1）内罐罐底、罐壁、罐顶所有0Cr18Ni9材质的连接焊缝及其热影响区；

（2）经处理、检测合格后的0Cr18Ni9材质内罐罐底、罐壁、罐顶及零部件内外表面损伤部位。

（3）所有0Cr18Ni9材质的零部件与内罐连接的焊缝及其热影响区。

4.3.2酸洗钝化操作方法

在室温下将酸洗膏均匀涂在清洁的预处理的部位（厚度约2mm～3mm），停留一小时后用洁净水或不锈钢丝刷刷洗，直至呈现出均匀的白色酸蚀的光洁度为止，然后擦净酸洗膏。酸洗完毕后在室温下将钝化膏均匀涂在酸洗部位表面（厚度约2mm～3mm）2h～3h，直至表面生成均匀的钝化膜为止。酸洗钝化后，应采用大量清水进行清洗，清洗时间不低于10min。

4.4 气体置换施工技术

4.4.1一次置换施工技术

一次置换是利用低温氮气将罐内的空气置换到一定的浓度以下，以避免罐内气体形成可燃混合物的。一次置换在储罐干燥结束后即可开始。一次置换的原理是将气化后的氮气充入罐内，达到一定压力后进行释放，循环多次，以降低罐内空气含量。

4.4.2二次置换施工技术

二次置换主要原理与一次置换相同，是利用低温天然气置换储罐及工艺管线内的氮气，使储罐及工艺管线内的天然气的浓度达到设计要求。由于二次置换采用液态天然气，因此二次置换还具有预冷功能，当置换完毕后，储罐及工艺管线得到降温冷却。

5 结束语

2011年在城市燃气工程LNG储罐施工中，由于采用了正确的施工技术，有效保证了工程质量，创造了我国海拔最高LNG储罐一次投产成功的优良业绩。