大型低温LNG储罐设计与建造技术的新进展

天然气低温常压(或低压)储存方式因其具有储存效率高、占地少、储存规模易于大型化等优点在液化天然气(LNG)接收终端站、天然气液化厂和城市燃气调峰系统中得到了越来越广泛的应用。为此,对国内外大型低温LNG储罐建造状况进行了调研,分析了大型低温LNG储罐建造技术的发展趋势,同时介绍了我国在大型低温LNG储罐材料研发、绝热分析、结构设计和施工工艺等方面的技术进展。结论指出:国产06Ni9钢研制及其配套应用技术研究已取得突破,并在大型LNG项目建设中投入使用,是我国大型低温LNG储罐国产化工作迈出的标志性一步。     

LNG低温储罐的设计及建造技术

LNG低温储罐是液化石油天然气储运过程中的重要设施,其建造技术复杂,施工要求严格,在我国工程实例较少.文章介绍了LNG低温储罐的技术特点、罐体结构以及设计过程中应遵循的规范,阐述了LNG低温储罐在基础、罐壁、罐顶、保温层施工中的技术要求和检验中应注意的事项,对LNG低温储罐的设计施工提出了建议.     

全混凝土LNG储罐国产化的可行性研究

当前的全容式LNG储罐内罐材料多为9%镍钢,建造材料难以本土化,导致建造费用高、建设工期长;采用全混凝土LNG(ACLNG)储罐可降低造价、缩短工期。国外虽已建成较小尺寸的全混凝土LNG储罐,但该领域的研究存在断层,而我国尚未开展相关研究。为此,介绍了国外全混凝土LNG储罐的研究现状、发展历程、结构形式,并开展了低温环境下(试验温度最低至-170℃)混凝土与钢材的力学性能试验、混凝土冻融循环试验、低温下混凝土与钢材的黏结性能试验、钢筋与预应力混凝土梁的受弯性能试验。据此总结出了混凝土在低温环境下的工作特性,为全混凝土LNG储罐的建造设计提供了理论支持。同时,针对影响储罐结构安全性的混凝土液密性及冻融循环问题,提出了相应的解决措施。为了促进全混凝土LNG储罐的发展,还建议持续开展以下研究工作:1混凝土内罐的开裂情况分析;2地震作用下的内外罐整体性能分析;3按照ACI 376—2010要求对储罐进行承载能力极限状态与正常使用极限状态的模拟设计。     

国产化焊条在LNG储罐内罐焊接中的应用研究

近年来随着国家大力推广清洁能源的应用使得液化天然气（LNG）接收站工程得以快速发展。LNG储罐的内罐是低温LNG专用存储装置,直接与LNG直接接触,所以LNG储罐内罐的安装焊接质量一直是各方关注的焦点。内罐用9%镍钢的焊条一直为国外进口品牌垄断,因此选用一款性能满足要求的国产焊条作为替代国外进口,解决焊条进口“卡脖子”技术是十分必要的。     

大型LNG储罐建造的质量控制

在LNG接受站中,大型LNG储罐是最核心设备,其建造质量直接决定LNG接受站能否正常运行。由于大型LNG储罐在-160℃的温度下工作,对于储罐的设计、罐体材料选用、建造方面都有很多特殊要求,建造难度大,建造质量要求非常严格。文章以在建大型LNG项目为例,系统分析了大型LNG储罐从设计、罐体材料的选择、建造及验收过程中质量控制的关键因素,给出了质量控制的基本方法和有效措施。依据此思路及方法所制定的施工方案在大型LNG储罐建造过程中进行实践,取得了良好的效果。     

LNG储罐研究进展及未来发展趋势北大核心CSCD

总结分析了常规LNG储罐在全模型建模、地震响应分析、隔震研究、局部构件计算、偶然作用分析等方面的研究进展及目前存在的不足,指出未来常规LNG储罐的研究将趋于精细化和集成化,同时必须与试验研究、理论计算及监测分析等手段相结合以验证目前数值计算的准确性。给出了超大型LNG储罐的概念,指出相关能源企业也已经掌握了核心技术,如有合适的时机,随时可以实现工程化应用;超大型的薄膜罐和地下罐适用性更广,应用前景广阔,应当开展更加深入的研究。对自支撑式LNG储罐、全混凝土LNG储罐及海上LNG储罐等3种新型LNG储罐的研究现状及应用前景进行了分析,指出自支撑储罐是对内罐设计改进的很好的补充思路;全混凝土储罐因其造价低在国内具有很大的应用前景;而海上LNG储罐更适用于中小型的LNG接收终端;由于3种新型LNG储罐建造及安装方式与常规储罐的不同,后续研究中应重点论证结构的受力合理性和施工的可行性。本文研究成果对未来LNG储罐的研究提供了有益的借鉴。     

液氮+LNG预冷在大型常压LNG储罐的应用

针对传统LNG储罐预冷过程中出现的问题,提出了液氮+LNG预冷的技术,并成功应用于广安LNG储罐预冷。结果表明,液氮+LNG预冷技术在保证储罐预冷效果的基础上,有效地解决了工程上的两相流和相平衡问题,并明显减少了材料费用,是一种安全性和经济性兼备的高效预冷方案。同时,采用Fluent流体计算软件与传统计算方法相结合,研究了预冷过程中储罐的温度变化规律,对实际生产具有指导意义。     

大型LNG储罐设计及建造技术

随着LNG(液化天然气)项目的大规模建设,LNG储罐逐渐朝着大型化的方向发展。作为LNG液化厂和接收站的关键和核心设备,介绍了大型LNG储罐在设计和建造方面的特殊要求。论述了国际上常用的大型LNG储罐的结构形式和特点;大型LNG储罐各种结构形式在投资、建设周期、安全性等方面的优缺点;大型LNG储罐材料选择与制造要求;储罐的安全性设计要求。在此基础上,提出了大型LNG储罐在设计和建造过程中应重点注意的关键问题,对大型LNG储罐的国产化潜力进行了分析,并提出了今后的公关方向。     

LNG储罐保冷工程施工技术

本文以我国南方某液化天然气项目为例,对LNG储罐保冷工程的构成、措施、施工方法等内容进行了全面介绍。     

LNG储罐罐顶防爆旋臂起重机设计

LNG接收站内每个储罐需安装1台起重能力5t以下的起重机,用于建设和运行检修时起吊罐内低压泵等作业。目前该类起重机均依赖进口,价格高、经济性差。为打破国外技术垄断,研发一种新型LNG储罐罐顶防爆起重机,该起重机与国外同类产品相比,性能优越且更具价格优势,填补了国内空白,对于推进LNG产业链各环节技术和装备国产化具有重要意义。     

大型LNG地上全容储罐的冷却技术研究

大型常压LNG储罐是LNG接收站中极其重要的单元设备,占有很高的投资比例,其正式启用时对调试工作的技术要求较高,而LNG储罐调试工作最关键和最危险的环节就是冷却。为此,详细介绍了国内LNG接收站常用16×104 m3 常压LNG储罐的冷却过程,分析了LNG储罐冷却前应具备的条件及注意事项,讨论了LNG储罐冷却过程中的压力控制、冷却介质（LNG）供应及流量控制、冷却过程的监控及冷却速率控制等调试技术,指出了冷却过程容易出现管线位移过大、法兰泄漏等问题,并给出了相应解决方法。研究成果对国内其他LNG项目具有借鉴意义。     

BIM技术在大型LNG储罐建设中的应用前景

大型LNG储罐的建设具有涉及专业繁多并交叉作业、工艺技术要求高、建设周期长和运营维护复杂等特点。因此,科学的管理方法和先进的工程建设理念对提高储罐建设的质量和效率、节约成本等方面具有重要的作用和意义。BIM(Building Infotmation Modeling)技术采用4D建模方法对建设工程的全部相关信息进行系统化管理,并通过统一控制和无缝交流的共享方式实现工程建设目标。结合大型LNG储罐建设的自身特点,引入BIM技术,通过建立虚拟模型和模拟工况,可对整个工程建设和运营过程进行优化控制,最终达到提高质量和节约成本等目的。鉴于中国目前已掌握了大型LNG储罐建设的传统管理方法和建造技术,引入BIM技术的条件基本具备。在未来LNG产业的发展中,该技术将在大型LNG储罐的全过程管理中发挥重要的作用。同时还建议,受技术垄断的限制,我国应加强"标准统一、技术同步、知识产权"等方面的攻关研究。     

LNG船国产化研究

随着LNG海上贸易的蓬勃发展,LNG船的建造越来越受到各国的重视,而我国在这方面的工作才刚刚起步。为此,概述了LNG船的发展历史,详细介绍了GTT型(薄膜舱)、MOSS型(球形舱)和SPB型(棱形舱)3种类型LNG船货舱货物围护系统;讨论了LNG船的关键性技术,指出LNG船的技术进步主要反映在降低日气化率和提高蒸发气的回收利用率上;分析了我国LNG船建造业和国际先进水平的差距,认为我国发展LNG船建造业面临如下瓶颈问题:①目前我国制造业的整体水平、冶金及材料等相关行业的发展水平和工人技术水平都是发展LNG船的制约因素;②缺乏关键性技术,需要攻关相关基础技术、设计技术、建造技术、管理技术、专用工装设计5项技术难题。最后提出了打造中国自己的LNG船的技术途径——只有坚定不移地走自主创新与技术引进相结合的道路,才能构建好中国的LNG船舶制造业,打造出完全属于中国自己的LNG船。     

全容式LNG储罐绝热性能及保冷系统研究

我国大型LNG接收站中的储罐均为全容式LNG储罐,其通常处于低温微正压状态,外界热量的漏入会引起LNG的蒸发,增加能耗,也可能会使储罐产生分层及翻滚现象,对其安全造成较大威胁,因此,需要对它的绝热性能及保冷系统进行研究。为此,根据全容式LNG储罐的结构特点,分别对罐顶、罐壁和罐底进行了漏热量计算,结合实例进行了LNG储罐总漏热量及日蒸发率的计算分析,探讨了LNG储罐的绝热性能,找到了影响储罐漏热量的主要因素：保冷材料的导热系数、保冷层的厚度、储罐表面的吸收率、环境温度等,为LNG储罐保冷系统的设计提供了相关依据;并根据LNG储罐保冷系统的需要,归纳总结了保冷材料的选择原则、施工方法及其注意事项。     

大型可燃液体储罐单罐单隔可行性探讨

针对国家安监局安监总管三[2014]68号文件"可燃液体储罐要按单罐单堤的要求设置防火堤或防火隔堤"条款在实施过程中遇到诸多问题,包括:技术要求不明确、隔堤有效容积过大、隔堤高度过高、隔堤的密封不严、隔堤内的雨水排放和含油污水排放系统泄漏点较多、老罐区改造中由于防火间距不足导致配管设计难度较大等问题进行了深入分析。对存在问题逐一给出了解决方案,系统地提出了"单罐单堤"的合理建议和相关措施。同时,结合现阶段实际情况,对大型储罐实施"单罐单堤"后,罐区面积增加率、增加值给出了计算表格和罐组内隔堤布置表格。建议对"单罐单堤"进行细化修改,以便条款规范实施。     

大型LNG储罐完整性管理初探

完整性管理体系和评价方法在管道、设备、混凝土结构等领域已经得到一定程度的实践应用,而涉及更多学科、更为复杂的大型LNG储罐的完整性管理概念厘定和相应方法研究才刚刚起步,同时,特殊的罐体构造、极低的罐内操作温度（约-162 ℃）、存储介质的危险性质（LNG）、超大容量的存储空间［（8～20）×10⁴ m³/座］等本体特性和几乎不能中断运行的功能要求也使得大型LNG储罐的完整性管理特征不同于一般的钢制储罐。为此,基于对管道完整性管理的分析结果,通过对其概念起源和技术体系核心内容的研究,根据LNG储罐的基本特征和相关国际规范,提出了LNG全容罐完整性管理概念,并初步建立起了其完整性管理的体系框架,在钢制储罐的风险评价及国际上关于LNG储罐生命周期最新研究的基础上,形成了LNG储罐的完整性评价方法和内容,为中国LNG行业尽快导入完整性管理体系提供了参考和借鉴。