某lng工厂2万方lng储罐制作中出现的问题及预防措施.doc

某LNG工厂2万方LNG储罐制作中出现的问题及预防措施 摘　要：lng储罐在液化天然气生产中占有极其重要的地位，文章以国内某项目为例，介绍了2万立方单包容双金属壁低温常压lng储罐在建造中出现的问题并提出了预防措施，同时提出了lng储罐两种预冷模式的概念，分析了两种预冷模式的经济性。文章得出的结论为同类储罐的建造提供了宝贵的工程经验。 关键词：lng　储罐　预冷　预防措施 液化天然气（lng）可以大大节约储运空间和成本，而且具有清洁高效、使用安全、便于储存和运输等特点。我国lng的生产和消费近年来发展迅速，但生产量小于需求量的趋势已经凸显，在依靠海外市场的同时，国内lng工厂也如雨后春笋般发展起来。lng储罐是lng工厂中的核心设备，具有投资比重大、施工难度高的特点。lng储罐的建造成败直接关系到一个项目的成败，因此lng储罐的成功建造至关重要。本文以国内某lng工厂项目为例，介绍了储罐安装施工出现的问题及预防措施、储罐预冷经济性分析，为大型lng储罐建造提供了有用的经验。 一、 lng储罐简介 1.lng储罐分类 lng的储存方式按照储存压力分为两种，带压储存和常压储存[1]。带压储罐一般只用于中小容量的储罐，常压储罐多用于大容量储罐。带压储存罐的单罐容积小，占地大，安全性一般，而且单位造价随容积的增大增高；常压储存单罐容积大，安全性好，且单位造价随容积的增大减小。目前绝大多数lng 生产设施使用常压储存方式。常压储存一般有以下形式。 lng低温常压储罐的分类型式[2] 1.1按储罐的混凝土基础板标高对建造的地面标高区分，分为地上式地下式两种，地上式又可分为两种：基础平板贴地式和基础平板架空式。地下式又分为半地下式与地下式两种。 1.2按储罐主要建造材料分为双壁金属储罐、碳钢+混凝土+9ni钢和采用35ni薄钢板+硬绝热材料的膜式储罐三种。 1.3按对lng介质气、液相的拦截程度区分根据bs-7777，分为单包容储罐、双包容储罐和全包容储罐三种形式。 a.单包容式 内罐贮存产品，外罐仅对绝热材料进行保护，罐外需设防火堤。 b.双包容式 内罐贮存产品，外罐对绝热材料进行保护，内罐破坏时，外罐可临时贮存泄漏的液体，但不能包容泄漏的气相物。外罐可采用预应力混凝土或金属材料制成，但外罐的材质对低温性能要提高。罐外可不设防火堤。 c.全包容式 内罐贮存产品，外罐对绝热材料进行保护，内罐破坏时，外罐可临时贮存泄漏的液体，也能包容泄漏的气相物。外罐可采用预应力混凝土或金属材料制成，但外罐的材质对低温性能要更高，一般外罐都采用预应力混凝土内寸金属制成。罐外可不设防火堤。 2.lng储罐结构设计 国内某lng工厂项目，采用单包容双金属壁储罐，存储介质为液化天然气，温度为-162℃，设计标准为api620，容积20000m2，外罐材质为碳钢，内罐材质为不锈钢，内罐顶为铝吊顶。 二、lng储罐制作及预冷中出现的问题及措施 1.外罐壁板变形 在外罐壁板焊接过程中，发现第10圈与第9圈环焊缝局部区域变形，变形程度超过了api620标准规定范围。 变形区域1：长度约1.5米，宽0.9米，向内凹陷30mm。 变形区域2：长度约1米，宽0.5米，向内凹陷20mm。 2.内罐壁板变形 内罐焊接过程中，发现内罐第11圈板上的加强圈焊接完成后，在加强圈的角焊缝上方的壁板区域出现了波浪状变形。 3.储罐底部保温层干燥困难。 在对储罐进行干燥时，发现底部保温层的露点一直无法降到设计的-20℃，干燥时间长达两个月，最低露点为-5℃，由此对底部保温层的设计、保温材料安装、找平层施工等环节逐一进行了分析。 三、预防措施 1.储罐壁板变形预防措施 通过对变形区域的分析发现外罐变形的主要原因有：（1）每块板的长宽比大，且板薄，对焊困难，热应力分布不均匀，导致钢板变形。（2）无变形控制措施。外罐只有第六圈板处有加强圈，所以外罐壁可控变形的区域有限。内罐变形的主要原因有：（1）不锈钢材质柔软，焊接变形比碳钢更大，而且11圈板只有7mm厚，所以变形很难控制；（2）设计要求加强圈与壁板的连接部位的角焊缝全部为满焊形式，这对壁板母材产生了较大的热输入量，因此壁板变形是必然存在的。 正对变形分析的结果，提出以下预防措施： 1.1合理部署焊接作业人员的焊接区域，尽量使焊接产生的应力分布均匀，最大程度的避免应力集中。 1.2设计单位对加强圈与壁板连接的角焊缝采用断续焊缝形式，以减少对壁板母材的热量输入。 1.3设计时，考虑在易变形区域增加加强圈或防变形板。 1.4焊接过程中加强监测，利用钳形电流计、红外测温仪、激光测距仪等，严格控制焊接电流、层间温度，及时使用工量具检测，发现问题及时整改。 2.储罐底部保温层干燥不合格预防措施。 在对储罐进行干燥时，发现底部保温层的露点一直无法降到设计的-2