大型LNG低溫儲罐的結構形式及建造技術(shù)

隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟、科技的發(fā)展，氣在各個(gè)行業(yè)中了廣泛的應用。液化氣(簡(jiǎn)稱(chēng)LNG，LiquefiedNaturalGas)作為一種、環(huán)保的燃料，由于其主要成分是甲烷，因此在燃燒過(guò)程中不會(huì )產(chǎn)生物質(zhì)，也不會(huì )對人們的生活環(huán)境造成影響，是世界上較為干凈的能源。為了實(shí)現液化氣的儲存，人們采用了大型低溫LNG儲罐，此類(lèi)罐體具有眾多的優(yōu)越，從而在人們生產(chǎn)中應用較多。下面著(zhù)重就大型LNG低溫儲罐的建造技術(shù)進(jìn)行探討。LNG低溫儲罐的發(fā)展現狀由于LNG是在低溫儲罐內儲存的，過(guò)去儲罐的儲存形式為單壁形式。單壁儲罐頂蓋絕熱采用塊體，但缺乏層，且易于受到風(fēng)的影響。因此，為了解決這一影響，采用了雙壁雙頂儲罐。這種儲罐是在兩壁間的絕熱空間內充入干燥的純氣體，以防比絕熱空間吸入潮濕空氣。而隨著(zhù)儲罐容量的不斷增大，干燥純氣體的供應費用隨之增加。由于液化氣體所產(chǎn)生蒸汽很容易引起罐體內部出現超壓。故在LNG低溫儲罐建設中引進(jìn)了懸掛式頂蓋技術(shù)，以形成了雙壁單頂儲罐。這種儲罐采用懸掛的絕熱吊頂形成一個(gè)單獨的環(huán)形空間，使LNG蒸汽能夠順利進(jìn)入空間，有利于防比潮濕空氣的進(jìn)入，減少內容器的壓力。另外，雙壁單頂儲罐還可以采用外壁來(lái)防比潮濕空氣的進(jìn)入，減少罐頂自重負擔。

大型LNG低溫儲罐的結構形式

根據液體和蒸汽收集情況的不同，大型LNG儲罐可分為三種結構形式，即單容罐、雙容罐和全容罐。單容罐由雙壁單頂的罐體組成，儲放液態(tài)的LNG。此罐體的內容器采用圓柱形鋼制殼體。在單容罐正常使用時(shí)，其蒸汽只能存放于內外壁之間的空間。為了儲罐的使用，應該砌堤墻將單容罐包圍起來(lái)。單容罐雖然投資較低，但其性能不高，很少適用于接收站儲罐設計。

雙容罐由雙壁單頂主容器和外圍次容器兩個(gè)部分組成。其主容器類(lèi)似于單容罐結構，在罐體內部存放LNG液體，在正常使用時(shí)，應該將蒸汽放于主容器內外壁之間的空間。次容器采用耐低溫的鋼制，其頂部能夠收集液體泄漏物。另外，為了防比落入雨水、塵土進(jìn)入罐體內部，需要在主容器和次容器之間再加蓋一個(gè)防雨罩。

全容罐主要由主容器和次容器兩個(gè)部分組成。與雙容器相比，主容器和次容器是一個(gè)完整的結構，不是單獨存在的。主容器選用鋼制罐存放LNG液體。LNG的蒸汽存放于彎頂空間。次容器采用鋼制結構，實(shí)現液體泄漏物的收集。此類(lèi)儲罐具有較高的性能，但造價(jià)過(guò)高，因此，我們可以采用型鋼作為骨架，在型鋼骨架上焊接薄鋼板。

大型LNG低溫儲罐建造技術(shù)

大型LNG儲罐具有體積大，的建造技術(shù)已完成國產(chǎn)化，因此，內部結構復雜，儲罐在儲罐建造過(guò)程中，均采用國內的建造技術(shù)，在其性和經(jīng)濟性的情況下，采用自主設計方式，并對低溫儲罐建造技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

在大型LNG儲罐施工時(shí)，仍存在著(zhù)三大技術(shù)難點(diǎn)，包括襯鎳鋼壁板焊接、罐底板鋪設和板氣吹升頂。鎳鋼屬于和中耐低溫合金鋼，在低溫狀態(tài)下，它具有較高的抗沖壓性且低溫韌性好。而由于大型LNG儲罐結構較為，故對焊接工藝要求較高。氣吹頂升是在制作鋼襯板結束以后，在襯板中采用鼓風(fēng)機引入空氣，在空氣膨脹情況下，將罐頂抬升至罐頂就位。

在氣升前，要安裝好罐頂上的人孔、接管。待升頂完成后才能安裝頂板，環(huán)頂板位置采用臨時(shí)板鋪設。在吊頂鋁合金板材安裝時(shí)，由向外進(jìn)行鋪設，并由短縫到長(cháng)縫進(jìn)行組裝裝焊接。

LNG作為一種低溫液體，LNG儲罐是在低溫狀態(tài)下運行的，因此，在LNG儲罐建造過(guò)程中，需要深入低溫儲罐材料。

近年來(lái)，我國加深內罐材料的生產(chǎn)，并取得了的成效。然而，目前國內對外罐材料(包括混凝土、鋼筋、鋼絞線(xiàn)等)在超低溫下的力學(xué)性能的甚少。經(jīng)過(guò)發(fā)現：在低溫狀態(tài)下，如果增加混凝土的彈性模量，將會(huì )提高混凝土的抗彎、抗壓強度，但經(jīng)凍融循環(huán)以后，就會(huì )降低混凝土的性能。同時(shí)，當溫度降低時(shí)，就會(huì )降低鋼材的限應力，增加鋼材的抗拉強度。

另外，混凝土的粘結度與強度有關(guān)，在低溫狀態(tài)下，混凝土的粘結強度可通過(guò)混凝土的強度換算?？梢?jiàn)，隨著(zhù)我國儲罐建設技術(shù)的不斷發(fā)展，口趨成熟化，因此我們可以借鑒國內的建設技術(shù)來(lái)低溫儲罐材料，但在試驗材料上與國內存在較大的差異，不能為我所用。故在超低溫環(huán)境下，我們需要深入鋼筋混凝土的性能。

近年來(lái)，隨著(zhù)我國油價(jià)的不斷攀升，氣作為一種低消耗、低污染的能源，在世界各國中了廣泛的應用。為了實(shí)現我國經(jīng)濟、社會(huì )和環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，不斷的優(yōu)化能源結構，我國大量推廣LNG的使用。本文淺談了大型LNG低溫儲罐建造技術(shù)，旨在為今后我國LNG儲罐建造工作提供理論指導，同時(shí)有利于優(yōu)化我國能源結構，我國社會(huì )經(jīng)濟的持續發(fā)展。