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20萬m3LNG儲罐鋼制拱頂氣頂升技術綜述

文檔作者：向蒼義唐志和蘇瑕江強呂彥祈文檔來源：中國石油天然氣第六建設有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月07日
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E壘曼I里曲!Q衄
工程技術
向蒼義唐志和蘇瑕江強呂彥祈
中國石油天然氣第六建設有限公司廣西桂林541004
摘要系統(tǒng)地描述了成功完成20萬m3LNG儲罐拱頂氣頂升的工作過程，主要包括罐頂氣頂升平衡裝置的
設計及預埋板的確定、委托第三方進行的核算論證、技術方案的專家評審、相關詳細計算、氣頂升前的
檢查確認和技術交底、預氣頂升和氣頂升。
關鍵詞20萬mSLNG儲罐平衡裝置配重分析間隙分析同步分析
中圖分類號TE821 文獻標識碼B 文章編號1672-9323(2017)03—0054—05
LNG(液化天然氣)是一種清潔、高效的能源，它是
通過將天然氣在常壓下冷卻至一165"(2，使之凝結成液
體而成，其體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1／625，天
然氣經(jīng)過這樣的處理使其長距離運輸成為可能。液化
天然氣燃燒后對空氣污染非常小，而且放出的熱量大，
所以液化天然氣是一種比較先進的能源。
2011年6月建成的江蘇LNG接收站是中國石油
投資興建的第一座LNG接收站，隨后大連、曹妃甸兩
座接收站陸續(xù)建成。2013年3月，江蘇LNG接收站項
目二期工程開始啟動建設，其LNG儲罐凈容積達20
萬m3，是中國目前最大的LNG儲罐。該儲罐由中國寰
球工程公司進行EPC總承包，中國石油天然氣第六建
設有限公司進行安裝，于2015年3月8日完成了該罐
的氣頂升工作。
本文主要對如何成功完成20萬m3LNG儲罐拱頂
氣頂升工作進行綜合描述。
54 I石油化工建設2們7．03
1 20萬m3儲罐拱頂氣頂升平衡裝置的設計及
預埋板的確定
江蘇LNG接收站二期項目20萬m3LNG儲罐的
鋼制拱頂框架分塊為不對稱設計，共分成了27塊(108
等分)。為了確保氣頂升平衡裝置的對稱布置，同時還
要保證平衡鋼絲繩的支撐滾輪設置在罐頂梁上，以及
考慮鋼絲繩的整體受力情況，最終確定將平衡裝置設
計成36組。
根據(jù)罐頂中心圈的設計結構和平衡鋼絲繩的組
數(shù)，我們對頂部中心滑輪組進行了詳細設計，確定了中
心滑輪組的具體布置位置，同時對各位置的滑輪支座
也進行了詳細設計。
中心滑輪組確定好后，在罐底上平衡鋼絲繩的固
定位置就可以確定了。為了確保鋼絲繩固定牢固，我們
對罐底基礎上預埋板進行了詳細設計，畫出預埋板平
面布置詳圖，提出預埋板的具體結構尺寸，并交給土建
萬方數(shù)據(jù)
E壘墾工塑型里業(yè)
工程技術
專業(yè)設計工程師進行錨固鋼筋的設計及校核。表2罐拱頂氣頂升需核算論證的系統(tǒng)裝置及內(nèi)容序號
2委托第三方對氣頂升相關裝置進行核算論證
為了確保中國第一臺20萬m3LNG全容罐罐頂氣
頂升工作的順利進行，我們就LNG儲罐拱頂氣頂升所
采用的相關技術及工裝系統(tǒng)請權威機構進行核算、論
證，并提出了具體的核算條件及核算要求。
下面就氣頂升技術需要進行核算論證的基本情況
及內(nèi)容進行說明。
2．1儲罐氣頂升的基本參數(shù)
如表1所示。
表1 20萬m3LNG儲罐氣頂升的基本參數(shù)
序號項目參數(shù)僮
1 外罐內(nèi)直徑(混凝土墻內(nèi)壁直徑) 86400mm
2 儲罐公舔容積200000m3
3 氣頂升總重G 核算重量按900000kg計
4 受力面積S纓國淫懣淑影面積) 鴰贛§臻|：；l
5 平衡壓力P0=G／S 153．5mmH∞
6 需求壓力P=K翟蹲搽=k1～1．4) 185嘛諺璐
7 頂升速度S(mm／min) 200mm／min(平均)
8 拱頂頊舞高度40707mm
9 升頂持續(xù)時間203min(近似值)
10 最大耗風蠡(包撬35％的空氣泄漏) 2374 i黽酹≯min
序號||甍黼舞稱。滋簇論迓內(nèi)容
1)核算風機的選型是否合理?
鼓風系統(tǒng)2)風機選用4臺。采用3臺運轉。1
1 (注：把用于氣頂升的風機 臺備用。產(chǎn)生的風量是否能滿足氣
靜壓值、送風量，風機數(shù)量頂升要求?
等參數(shù)提供給核算單位。)
3)核算罐頂氣頂升的壓力值是否正
確?
密封裝置
當需求壓力值為185mmHzO，罐頂
2 (注：要把密封裝置的設計
板邊緣與Pc墻內(nèi)側間距為220turn
時，密封板是否能承受此條件下產(chǎn)
詳圖提供給核算單位。)
生的力而不會被吹出?
平衡裝置1)平衡裝置的設計是否可行?
(平衡裝置由鋼絲繩在抗
壓環(huán)頂板上拉耳、鋼絲繩， 2)計算鋼絲繩在平穩(wěn)上升過程中的
T形架．轉向滑輪、中間導受力有多大?當罐頂傾斜度偏差達
向輪．中心滑輪組．罐底部到200ram時，鋼絲繩所受的力有多
鋼絲繩固定裝置等組成。大?鋼絲繩能否承受這個力?
需提供的圖紙有：20萬
m3LNG儲罐罐頂氣頂升平
3)計算T型架的受力情況。
衡裝置立面布置圖1．20 3
萬m3I_NG儲罐罐頂氣頂升
4)計算鋼絲繩在抗壓環(huán)上固定拉耳
平衡裝置立面布置圖2、20
的受力情況，拉耳設計是否可行?
萬m3LNG儲罐罐頂氣頂升
平衡裝置平面布置圖，20 5)計算鋼絲繩轉向滑輪在罐頂上固
萬m3LNG儲罐罐頂氣頂升定拉耳的受力情況，拉耳設計是否
平衡裝置T型架圖和20 可行?
萬m3LNG儲罐罐頂氣頂升
平衡裝置罐底部鋼絲繩固6)計算鋼絲繩在罐底上固定拉耳的
定裝置圖”。) 受力情況，拉耳設計是否可行?
目負責人、項目技術負責人、專項方案編制人員、項目
2．2拱頂氣頂升需要進行核算論證的系統(tǒng)裝置及內(nèi)容
專職安全生產(chǎn)管理人員；
需要對鼓風系統(tǒng)、密封裝置及平衡裝置等進行核
算論證，具體核算內(nèi)容見表2。
3氣頂升技術方案的專家評審
在20萬m3LNG儲罐罐頂氣頂升技術方案實施
前，總承包商應組織國內(nèi)外相關專家對技術方案進行
評審。
3．1專家組及參加專家論證會的人員
專家組成員應當由5名及以上符合相關專業(yè)要求
的專家組成。參加專家論證會的人員應包括以下所列：
(1)專家組成員；
(2)業(yè)主單位項目負責人或技術負責人；
(3)監(jiān)理單位項目總監(jiān)理工程師及相關人員；
(4)EPC總承包單位項目技術負責人及相關人
員；
(5)施工單位分管安全的負責人、技術負責人、項
(6)其他相關施工單位項目負責人、項目技術負
責人等。
3．2專家論證的主要內(nèi)容
(1)專家論證的主要內(nèi)容如下：
(2)氣頂升方案內(nèi)容是否完整、可行；
(3)氣頂升方案計算分析報告和驗算依據(jù)是否符
合有關標準規(guī)范；
(4)安全施工的基本條件是否滿足現(xiàn)場實際情
況。
3．3評審報告
氣頂升技術方案經(jīng)評審后，專家組應當提交評審
報告，對評審的內(nèi)容提出明確的意見，并在評審報告上
簽字。該報告作為氣頂升技術方案修改完善的指導意
見。
氣頂升技術方案在通過專家評審及根據(jù)評審意見
修改完善后方可實施。
I嚴尸
石油化工建設2017。03 00
萬方數(shù)據(jù)
E魚墾衛(wèi)!型魚鯉
工程技術
4氣頂升技術的相關詳細計算
4．1罐頂平衡配重的詳細計算
要開發(fā)一款罐頂平衡配重分析軟件對罐頂?shù)闹匦?
進行詳細分析計算。具體參與罐頂平衡配重的相關重
量應分項統(tǒng)計，填寫“儲罐氣頂升參與平衡配重的重量
清單”，其樣表格式如圖l所示。
進行平衡配重后的罐頂重心應盡量靠近罐頂中
心，并畫出每處配重擺放詳圖。
儲罐氣頂升參與平街配重的重量清單(樣表)
序號名稱單位數(shù)量單量(kg) 總重(kg) 魯注
l 罐頂板鋼結構
2 ■頂板
3 鋁吊頂
4 鋁吊頂?shù)鯒U+X型撐
5 加強環(huán)
6 ■頂導軌
7 ■頂套管接管
8 吊頂套管
9 吊頂通道
10 ■頂螺柱
ll 密封裝置
12 平衡裝置
13 平衡配置l
14 平衡配重2
圖1儲罐氣頂升參與平衡配重的重量清單(樣表)
4．2拱頂板外緣與罐壁之間間隙的詳細分析
要開發(fā)設計一套“罐頂與罐壁之間的間隙分析軟
件”。
在施工過程中，每隔一定的高度利用全站儀對PC
墻內(nèi)壁(或罐壁)的內(nèi)半徑進行測量，并記錄下詳細數(shù)
據(jù)；在罐頂頂板安裝完成后，分等分對罐頂板外緣半徑
進行測量，并記錄數(shù)據(jù)。
將測量的罐壁內(nèi)半徑數(shù)據(jù)和罐頂板外緣半徑數(shù)據(jù)
輸入“間隙分析軟件”，通過自動計算、分析，從而確定
罐頂板邊緣要切割的量或要補加的量，確保罐頂在上
升過程中能順利通過罐壁的每一處。
5氣頂升前的檢查工作
在氣頂升操作開始前，要準備檢查清單和安全檢
查清單提交給業(yè)主和監(jiān)理全面檢查確認。
在氣頂升前，制作儲罐氣頂升前檢查清單，按照所
細化。圖2為儲罐氣頂升前檢查清單的示意樣表。
話■氣頂升前檢查清單(樣表)
序
檢蠢項目檢查位置檢查內(nèi)容
檢查
檢查人簽字
號情況
■硬下方檢查
l ■基礎和■皇上所有
蟠時捧水管
2 吊頂
3 ■頂下和邊緣處■壤璜融童
平衡導肉系統(tǒng)檢查
四灌疆土墻內(nèi)t檢查
五鼓風景坑撿蠢
六承壓環(huán)撿童
七PC墻頊都設備檢查
幾其他撞壹
圖2儲罐氣頂升前檢查清單(樣表)
罐頂氣頂升前，要對氣頂升計劃日的前兩天和后
兩天的天氣預報進行掌握，在六級風及以上或下雨的
天氣不應進行氣頂升工作。
罐頂氣頂升宜在當天的上午進行，以便當天白天
有足夠的時間進行罐頂組對和焊接。
6氣頂升前的技術交底
6．1對參加氣頂升工作的全體人員進行交底
6．1．1交底的主要內(nèi)容
在預氣頂升或氣頂升前，召集所有參與人員進行
技術交底會，熟悉操作內(nèi)容，并詳細解釋操作方法，其
中應包括：
(1)就LNG儲罐罐頂預升頂、升頂工作順序進行
交底；
(2)就氣頂升指揮長工作流程進行交底；
(3)就氣頂升應急措施進行交底；
(4)就預氣頂升過程中要注意的事項進行交底，
(5)就正式氣頂升過程中要注意的事項進行交
底。
6．1．2在交底中應特別注意的工序，包括：
(1)向鼓風機操作人員解釋在現(xiàn)場如何進行操
作，以及需要檢查的內(nèi)容和需要向氣頂升指揮提供的
信息。解釋風機開關怎樣換擋，服從風機工程師的指
令。
(2)解釋如何讀取壓力計和尺子讀數(shù)。要在壓力
計上標出實際平衡壓力的位置。
(3)解釋當電源或鼓風機發(fā)生故障時如何處理。
列項目進行檢查、確認，檢查內(nèi)容要根據(jù)實際情況進行若電源發(fā)生故障，應首先立即關閉故障風機的緊急切
56 I石油化工建設2017．03
萬方數(shù)據(jù)
斷閘門，其次，在連接備用電源前，將鼓風機開關切換
到關閉位置。在開始送電后，重新按原規(guī)定程序逐個打
開風機，避免電源過載。
(4)有人進行密封頂部連續(xù)檢查(預氣頂升時有
人上到罐頂上進行檢查，正式氣頂升時，采用望遠鏡進
行檢查)。
(5)罐頂升起時，罐頂下方人員應完全了解升起
時所應檢查的內(nèi)容(預氣頂升時)，以及氣室出口位置。
(6)當罐頂開始升起，邊緣觀察人員應撤離儲罐，
不要在對講機上閑聊，使用雙頻道通訊。
6．2對參加氣頂升工作的部分重要人員進行單獨交底
(1)對參與預氣頂升測量讀數(shù)的人員進行單獨交
底。
(2)對參與正式氣頂升測量讀數(shù)的人員進行單獨
交底。
(3)罐頂氣頂升到位時，對參與罐頂固定的人員
進行技術交底。
6．3交底的形式
(1)采用全體列隊、指揮長講話的形式。
(2)采用PPT文檔進行交底。
(3)采用模擬演練進行交底。
7進行預氣頂升
(1)編制出“LNG儲罐預氣頂升數(shù)據(jù)分析”軟件。
(2)清除與氣頂升無關的雜物，確保拱頂和混凝
土墻體之間沒有任何雜物存在；確保拱頂上表面沒有
未清除的施工垃圾和在氣頂升階段可能滑落的物體。
(3)根據(jù)預氣頂升程序開始預氣頂升。
(4)各頂升高度測量人員依據(jù)統(tǒng)一口令進行讀
數(shù)、報數(shù)，記錄人員在記錄表上記錄好各時段拱頂頂升
高度的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)同時輸入電腦軟件中，分析罐頂?shù)钠?
穩(wěn)狀態(tài)。
(5)對預氣頂升過程進行全面分析、總結，編制
LNG儲罐預氣頂升結果，并組織全體人員會議，宣讀
預氣頂升結果，對正式氣頂升提出要求。
(6)預氣頂升完成后，根據(jù)分析數(shù)據(jù)，如有需要將
調整配重。
匕
毫壘墾衛(wèi)曲!魚!Q業(yè)
工程技術
8進行氣頂升
(1)拱頂預氣頂升經(jīng)順利完成后，并再次確認分
析升頂壓力和風量是否與計算書相符；如果在預頂升
中配重不合理，對配重進行微調；再次對密封材料進行
檢查確認。如一切正常，即可進行正式氣頂升工作。
(2)應在罐壁頂部、風機處、壓力計、張力計檢查
人員和測量罐頂上升高度的測量人員等每個關鍵點之
間安裝通訊系統(tǒng)，并進行檢查。
(3)操作起始階段前，風量調節(jié)閥門關閉，緊急封
閉門打開。啟動風機時逐漸打開風量調節(jié)閥門，達到要
求的壓力。
(4)頂升時，若風機停轉，緊急封閉門應關閉。
(5)各頂升高度測量人員依據(jù)統(tǒng)一口令對罐頂即
時高度數(shù)值進行測量讀數(shù)、報數(shù)，電腦數(shù)據(jù)錄入員把讀
數(shù)輸入“LNG儲罐正式氣頂升測量數(shù)據(jù)同步分析軟件”
中，就可以得出當即罐頂?shù)纳仙叨?、上升速度、罐?
上升不均勻高差及其他數(shù)據(jù)，使指揮長做到指揮升頂
心中有數(shù)，可以隨時處理罐頂上升過程中出現(xiàn)的問題。
(6)當罐頂與承壓圈底部接觸時，工人將頂板限
位件按圖進行安裝，使罐頂與承壓圈臨時固定。它們的
作用是幫助罐頂板在承壓圈內(nèi)的安裝。
(7)在頂板限位件安裝時，儲罐內(nèi)壓力應保持在
罐頂氣升所要求平衡壓力之上。
(8)當沿罐頂圓周焊完第1道焊道(必須達到最
終焊縫的50％)，以及在每根徑向梁的頂部兩側各
300mm長范圍內(nèi)焊2～3道后，即可泄壓。
(9)頂板限位件在焊完梁與承壓圈的連接牛腿時
拆除。
9結論
中國石油江蘇LNG接收站項目二期國內(nèi)首座最
大的20萬m3 LNG儲罐罐頂氣升頂一次成功，標志著
中國石油大型LNG儲罐建造技術取得重大突破，是公
司施工LNG項目業(yè)績又一次質的跨越，使公司在中國
LNG項目建設領域一直處于領先地位，也再次證明了
我公司的LNG儲罐建造技術是可靠、先進的。
通過以上對完成20萬m3LNG儲罐鋼制拱頂氣頂
升過程的相關闡述，可以得出以下結論： (下轉69頁)
石油化工建設2017．03 l 57
萬方數(shù)據(jù)
罐外指定地點。拆除的陽極及其它物資應送廢品站回
收，不得隨意丟棄。
4．5說明
(1)罐壁浮銹。焊縫周邊打磨處及罐壁凹凸不平
點會產(chǎn)生黃色浮銹。從未浸海水部位和浸海水部位來
看，很多部位都出現(xiàn)了黃色浮銹，不管是未浸海水部
位，還是浸海水部位都產(chǎn)生了浮銹，是由于罐內(nèi)晝夜溫
差大，在海水試壓過程中罐內(nèi)產(chǎn)生的大量水蒸氣凝結
在罐壁上，在下流過程中堆積在焊縫周邊及罐壁的凹
處后，焊縫與罐體的材質不一樣而存在電位差，就產(chǎn)生
了黃銹；罐內(nèi)的凝結水不斷下流，黃銹在其重力的作用
下隨著凝結水掛持在罐壁上。經(jīng)現(xiàn)場對焊縫周邊檢測
與驗證，黃銹的產(chǎn)生對焊縫無任何影響，因罐內(nèi)鹽霧的
影響，故其生成是不可避免的。
(2)罐底板白色結合物。犧牲陽極有保護過程中
溶解物脫落，鋁離子、海水中的鈣離子與氫氧根離子會
形成少量的結合物粘結在罐底板上。
亡
E壘墾工皇堂!殳!Q鯉
工程技術
5結論
16萬m3LNG儲罐海水試驗經(jīng)增加此陰極保護措
施，罐內(nèi)鋼板腐蝕量比單純采用低鋅硅酸鹽底漆加焊
縫覆蓋的方式明顯減少，達到了設計要求的腐蝕裕量，
保證了工程施工質量。因此，臨時陰極保護措施在大型
LNG低溫儲罐海水試驗中的應用是一種行之有效的方
法。
參考文獻
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參數(shù)。
(收稿日期：2016一12—06)
(上接57頁)
(1)要想氣頂升工作順利完成，就必須仔細地完
成與氣頂升有關的每一項工作；
(2)要重點關注鼓風系統(tǒng)的計算、罐頂密封裝置
的核算安裝、平衡配重分析計算、罐頂與罐壁間隙分析
等；
(3)嚴格預氣頂升和氣頂升前的技術交底；
(4)要依據(jù)數(shù)據(jù)分析軟件使罐頂預氣頂升和氣頂
升過程即時受控，確保安全。
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石油化工建設2017．03 l 69
萬方數(shù)據(jù)

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