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LNG儲罐膨脹珍珠巖（珠光砂）現(xiàn)場填充
LNG儲罐膨脹珍珠巖（珠光砂）現(xiàn)場填充
1 概述
隨著我國對能源需求的不斷增長的過程中，進(jìn)口LNG等多個領域、利用國外天然氣資源，是解決我國能源供需矛盾比較現(xiàn)實(shí)的途徑之一[1]信息化。大型液化天然氣儲罐用來儲存-162℃的LNG低溫液體方式之一，是LNG接收站、天然氣液化工廠的關(guān)鍵核心設(shè)施[2]新型儲能。
大型LNG儲罐罐壁珍珠巖填充施工是儲罐施工后期關(guān)鍵工序之一創新能力，現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工質(zhì)量直接關(guān)系到儲罐投產(chǎn)后保冷效果。為此範圍，本文以國內(nèi)某已建16×104m3大型LNG全容儲罐為例求得平衡，對其施工后期現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工工藝技術(shù)進(jìn)行解析，并對現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充質(zhì)量檢測要求進(jìn)行分析空間廣闊。
2 儲罐結(jié)構(gòu)介紹
圖1為國內(nèi)某已建LNG項(xiàng)目16×104m3大型LNG全容儲罐結(jié)構(gòu)示意圖至關重要。儲罐內(nèi)罐有效工作容積為16×104m3，幾何容積為18.1×104m3服務品質；操作壓力為-1.0～29.0kPa的發生；內(nèi)罐設(shè)計溫度為-162℃集聚效應。內(nèi)罐材質(zhì)為9％Ni低溫鋼，內(nèi)罐公稱直徑為80m重要手段，內(nèi)罐壁板高度為36.1m互動講，高度方向由11段組成，從上到下依次變厚(因?yàn)橄露艘后w壓力大像一棵樹，所以鋼板逐漸增厚)過程中，鋼板厚度分別為12、12全面協議、12重要部署、12、13.5工具、16智慧與合力、18.2、20.5重要的角色、22．5開放要求、24.3、26mm平臺建設，內(nèi)罐底板厚度為5mm服務機製。
外罐由鋼筋混凝土承臺、預(yù)應(yīng)力混凝土墻體使用、鋼筋混凝土罐頂組成大幅拓展，鋼筋混凝土承臺與預(yù)應(yīng)力混凝土墻體、預(yù)應(yīng)力混凝土墻體與鋼筋混凝土罐頂連接處均采用混凝土剛性連接更加堅強。外罐墻體高度為39.0m與時俱進，外罐墻體內(nèi)表面直徑為82.0m，外罐墻體厚度為0.7m初步建立。鋼筋混凝土罐頂最高處高度為50.382m綜合運用，鋼筋混凝土罐頂中心厚度為0.4m。外罐內(nèi)側(cè)安裝一層5mm厚的Q235－B材質(zhì)的鋼板的方法，起到氣密作用實事求是，防止儲罐內(nèi)罐里的蒸發(fā)氣體(BOG)泄漏到空氣中。
預(yù)應(yīng)力混凝土墻體與鋼筋混凝土罐頂連接處混凝土變厚落到實處，以便頂部環(huán)向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)張拉施工服務水平，也有利于頂部鋼筋混凝土罐頂結(jié)構(gòu)重量傳遞到預(yù)應(yīng)力混凝土墻體并由墻體承受其重量。
儲罐底部承臺與內(nèi)罐之間為具有一定承壓強(qiáng)度的泡沫玻璃磚保冷層技術創新，其厚度為450mm規則製定，除了起到保冷作用外，還起到承受上部內(nèi)罐與LNG液體重量的作用[3]多樣性。
內(nèi)罐為敞開式結(jié)構(gòu)發揮效力，內(nèi)罐底部邊緣通過146根錨固帶錨固到底部混凝土承臺中新格局，用來防止在大地震下內(nèi)罐底部發(fā)生抬升現(xiàn)象[4]。錨固帶為長片狀結(jié)構(gòu)安全鏈，長度為2.8m顯示，厚度為16mm，寬度為200mm真正做到，材質(zhì)為9％Ni鋼科普活動。
吊頂上開設(shè)若干孔，內(nèi)罐內(nèi)的BOG通過吊頂上的開孔擴(kuò)散到吊頂上部的空間中去強化意識。吊頂結(jié)構(gòu)由下部鋁吊頂板(鋁板厚度為5mm)長期間、上部不銹鋼拉桿組成(拉桿與鋁吊頂板通過螺栓連接)。吊頂最邊緣拉桿外表面緊貼一層不銹鋼鋼絲網(wǎng)和承壓玻璃布現場，構(gòu)成珍珠巖擋板結(jié)構(gòu)高端化，用來擋住環(huán)形空間上部的膨脹珍珠巖粉末。吊頂上部鋪設(shè)1.0m厚玻璃棉保冷材料我有所應。整個吊頂結(jié)構(gòu)重量通過拉桿傳遞到上部提單產，由鋼筋混凝土罐頂承受。內(nèi)罐壁板上端與吊頂板邊緣通過鋁質(zhì)吊頂封板搭接連接至關重要。吊頂封板傾斜布置發展空間，上端與吊頂鋁板邊緣焊接。由于鋁板和內(nèi)罐9％Ni鋼低溫下朝著內(nèi)罐中心徑向收縮量不一樣有所應，因此足了準備，吊頂封板下端只能靠重力自由搭在內(nèi)罐壁板上端，下端與內(nèi)罐壁板連接處外側(cè)通過覆蓋一層高強(qiáng)度承壓玻璃布來防止環(huán)形空間的珍珠巖粉末漏入內(nèi)罐中著力提升。
內(nèi)深刻內涵、外罐之間的夾層(環(huán)形空間)的厚度約為1.0m，由厚度約為300mm的彈性氈和厚度約為700mm膨脹珍珠巖粉末保冷層組成重要意義。彈性氈緊貼內(nèi)罐壁板交流等，具有一定的彈性更加廣闊，用來吸收內(nèi)罐運(yùn)行時珍珠巖對內(nèi)罐的擠壓力規劃。膨脹珍珠巖粉末填充至鋼筋混凝土罐頂下方處。在內(nèi)可以使用、外罐環(huán)形空間水平方向中心位置適應性、豎向最上方、罐頂下方安裝一圈施工單軌稍有不慎，用于珍珠巖膨脹填充階段懸掛操作工人吊籃重要作用、振搗裝置。
外罐內(nèi)側(cè)5.0m高度(以內(nèi)罐邊緣底板表面標(biāo)高為±0.00m計)以下設(shè)置熱角保護(hù)系統(tǒng)最為顯著，用于在內(nèi)罐泄漏事故下保護(hù)底部承臺和底部墻體不直接裸露在低溫LNG環(huán)境下[5]尤為突出。熱角保護(hù)系統(tǒng)由9％Ni鋼板和泡沫玻璃磚保冷材料組成規定，詳見圖1中的A處局部放大圖。其底部相當(dāng)于內(nèi)罐底板在環(huán)形空間的延伸空間載體，底部9％Ni鋼板的厚度為5m高質量，此底部9％Ni鋼板與鋼筋混凝土承臺之間為泡沫玻璃磚保冷層；豎向9％Ni鋼板的厚度為8mm重要組成部分，高度為5m流程，此豎向9％Ni鋼板與外罐內(nèi)壁之間的環(huán)形空間為厚度達(dá)150mm的泡沫玻璃磚保冷層。
目前工業(yè)上常用的珍珠巖施工方法有兩種：人工填充法和施工現(xiàn)場膨脹填充法勃勃生機。
人工填充法：膨脹珍珠巖粉末在工廠中制作并包裝完畢后助力各業，運(yùn)輸至填充施工現(xiàn)場，然后再利用提升設(shè)備(提升機(jī)提供有力支撐、吊車等)應用，將膨脹珍珠巖粉末提升至冷箱、儲罐等需要保冷設(shè)備的頂部品率，采用人工方式裝填至內(nèi)臺上與臺下、外層之間的夾層中。
施工現(xiàn)場膨脹填充法：珍珠巖原礦砂和設(shè)備設(shè)置在填充施工現(xiàn)場技術發展，直接在現(xiàn)場將珍珠巖原礦砂進(jìn)行膨脹集聚效應，變成粉末狀后接著進(jìn)行填充施工。這種工藝下利用全封閉的空氣輸送裝置重要手段，直接將膨脹后經(jīng)檢測合格的膨脹珍珠巖粉末填充到冷箱互動講、儲罐等需要保冷設(shè)備內(nèi)、外層之間的夾層中像一棵樹。
由于現(xiàn)場膨脹填充法采用了現(xiàn)場膨脹生產(chǎn)和氣力輸送管道直接填充過程中，消除了膨脹珍珠巖與潮濕空氣接觸的機(jī)會，同時避免了人工填充方式因包裝能運用、儲存達到、運(yùn)輸所造成的對材料的破壞，大大降低了膨脹珍珠巖粉末受潮結(jié)塊從而影響保冷性能的概率情況正常。另外行業分類，此種方式避免了人工高空露天作業(yè)，既減少了對環(huán)境的粉塵污染提高鍛煉，又大大提高了施工的安全性發展邏輯。
大型LNG儲罐對質(zhì)量要求較高，因此有所提升，普遍采用現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充法聽得進。
4 現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工
4.1 施工前準(zhǔn)備工作
現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充前，需保證鋁吊頂邊緣珍珠巖擋板、吊頂封板等完成安裝便利性，所有穿過吊頂?shù)墓艿涝谡渲閹r填充前都需要密封好全面展示，以防珍珠巖粉末通過這些管道開口飛入內(nèi)罐。人工檢查環(huán)形空間及吊頂無液態(tài)水深刻認識、油漬及施工垃圾或雜物結構。珍珠巖填充前需完成儲罐氣壓試驗(yàn)，保證環(huán)形空間內(nèi)的管線高效、儀表等已安裝完畢溝通協調。
4.2 珍珠巖膨脹過程
目前工業(yè)上常用的珍珠巖膨脹爐按燃料類型可分為電爐、煤粉爐體系、天然氣爐保障性、人工煤氣爐等。大型LNG儲罐采用現(xiàn)場膨脹填充責任製，一般采用電爐型膨脹爐(見圖2)十分落實，直接采用電熱管為加熱體，噪聲小規則製定，不受現(xiàn)場燃料限制製造業，膨脹工作溫度一般在850～950℃。
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珍珠巖原礦砂被工人成袋定期放入膨脹爐進(jìn)料口關規定，原礦砂在重力作用下落到膨脹爐底部發展基礎，被加熱至850℃以上時，開始膨脹建強保護，體積增大同期，浮力增加。當(dāng)浮力超過自身重力時使命責任，膨脹珍珠巖微小顆粒隨熾熱氣流上升產業。攜帶膨脹珍珠巖粉末的熱氣流通過膨脹爐中部的旋風(fēng)分離器后，分離出來的膨脹珍珠巖粉末排入到膨脹珍珠巖粉末鼓風(fēng)機(jī)輸送系統(tǒng)情況較常見；而此時通過旋風(fēng)分離器后仍然攜帶少量珍珠巖粉塵的熱氣流繼續(xù)上升可持續，通過頂部氣體過濾器后粉塵氣流得到了凈化(以防止直接排放粉塵污染環(huán)境)，達(dá)標(biāo)后的氣體排放到大氣體製。進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)輸送系統(tǒng)的膨脹珍珠巖粉末被輸送到儲罐頂部進(jìn)行環(huán)形空間填充構建。對于氣體過濾器，一般在進(jìn)行膨脹操作前對氣體過濾器進(jìn)行清洗探討，單臺儲罐膨脹珍珠巖填充施工期將近21d不負眾望，一般不需要中途拆下來清洗高效流通。
輸送系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)調解製度、管道、取樣槽組成。取樣槽位于輸送系統(tǒng)管道首端與膨脹爐出口向下管道連接處下方應用的因素之一，用于定期對膨脹后的珍珠巖粉末取樣解決，進(jìn)行松散度、含水量敢於監督、粒度等指標(biāo)檢測幅度。
4.3 膨脹珍珠巖填充
鼓風(fēng)機(jī)是膨脹珍珠巖輸送系統(tǒng)的主要設(shè)備(位于圖2中膨脹爐側(cè)下方位置，在圖2中被遮擋住)重要的作用，作為輸送珍珠巖進(jìn)入罐內(nèi)環(huán)形空間的主要動力源貢獻，出口壓力一般在40～100kPa。膨脹珍珠巖輸送管道由圖2中的不銹鋼管道和圖3中的罐頂臨時軟管兩部分組成穩中求進。不銹鋼管道沿著儲罐墻體爬升到儲罐頂部統籌，通過圖3中的罐頂臨時軟管與罐頂珍珠巖填充管嘴連接，對罐內(nèi)環(huán)形空間進(jìn)行填充協同控製。輸送系統(tǒng)安裝完成后振奮起來，振搗設(shè)備、檢驗(yàn)吊籃通過外罐頂上的直徑為1.3m的物料圓孔運(yùn)輸?shù)降蹴斶吘壄h(huán)形空間上方利用好，并安裝在圖1中的施工單軌上深入各系統，用于珍珠巖填充過程中振搗、運(yùn)送工人進(jìn)行檢驗(yàn)系列。
剛填充后的膨脹珍珠巖粉末比較蓬松作用，為了防止儲罐長期運(yùn)行后膨脹珍珠巖沉降帶來局部保冷空間空隙，需要在膨脹珍珠巖初步填充后進(jìn)行充分振搗操作統籌推進。珍珠巖剛膨脹后密度為35～55kg／m3責任，充分振搗后密度一般為48～65kg／m3。
除了首次填充的5.0m高度內(nèi)不用振搗外保護好，以后每一次填充高度達(dá)3.5m后組建，需進(jìn)行一次振搗操作，每一次沿圓周一整圈的振搗操作需要約4h特點，振搗后高度下降15％～27％深刻變革，即可滿足要求。等效測量方法為：在對每一次3.5m的高度范圍內(nèi)進(jìn)行振搗后和諧共生，振搗后的珍珠巖高度都要比振搗前低0.53～0.94m質生產力，即滿足要求。
圖4為填充期間進(jìn)行珍珠巖振搗的操作設(shè)備技術交流，用于工人操作和檢驗(yàn)的吊籃先進的解決方案、振搗設(shè)備吊掛在環(huán)形空間上部的施工單軌上。
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振搗時創造更多，工人分兩組宣講活動，每組2人不斷進步。其中一組站在吊頂?shù)倪吘墸?fù)責(zé)操作圖4中振搗裝置起降機(jī)按鈕來調(diào)整振搗鋼板高度效率，同時監(jiān)管環(huán)形空間下方振搗工人的安全規模；另外一組工人站在圖4左側(cè)吊籃上負(fù)責(zé)振搗工作，1個工人控制吊籃升降按鈕講道理，使吊籃下降到環(huán)形空間相應(yīng)高度進(jìn)行振搗操作發展目標奮鬥，另外1個工人控制振搗操作按鈕，控制振搗鋼板上的電動機(jī)進(jìn)行振搗操作(振搗鋼板上電動機(jī)電源線一直牽到工人站位吊籃上)更多的合作機會。
用于提供振動源的電動機(jī)固定在振搗鋼板表面延伸，振搗鋼板規(guī)格(長度×寬度×厚度)為1800mm×1800mm×6mm。由于罐頂物料孔直徑只有1.3m服務好，振搗鋼板無法通過罐頂物料孔進(jìn)入到吊頂邊緣環(huán)形空間技術特點，因此，采取由4張900mm×900mm×6mm鋼板在罐內(nèi)吊頂邊緣完成振搗鋼板組裝發展邏輯。圖4中振搗鋼板的四角被磨圓并加上橡膠護(hù)套凝聚力量，電動機(jī)固定在鋼板中心偏上位置。吊籃聽得進、振搗鋼板等裝置通過鋼纜線懸掛在環(huán)形空間上端施工單軌上新的力量。珍珠巖填充、振搗期間各項要求，珍珠巖擋板開設(shè)一個臨時口更高要求，以保證從罐頂物料孔下來的人員、物料新技術、振搗設(shè)備都能夠穿過珍珠巖擋板到達(dá)環(huán)形空間共同學習。振搗過程中吊頂邊緣環(huán)形空間現(xiàn)場實(shí)景照片見圖5。
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振搗鋼板邊緣裝有伸縮棒狀壓力感應(yīng)器深入，當(dāng)其接觸到彈性氈時會使電動機(jī)自動關(guān)閉效高，以起到保護(hù)彈性氈不被刮損的作用。在每次進(jìn)行振搗前后用卷尺進(jìn)行填充高度測量基礎。測量的上基準(zhǔn)點(diǎn)位于環(huán)形空間頂部施工單軌處(即填充管嘴出口處)性能，測量點(diǎn)為鋼筋混凝土罐頂下方珍珠巖填充管嘴出口正下方的珍珠巖的上表面，每根管嘴測量一次對外開放，總共測量48次技術創新。填充高度即為填充管嘴出口處到內(nèi)罐底板距離減去卷尺測量的距離。
6 施工現(xiàn)場膨脹珍珠巖性能檢測
大型LNG儲罐由于保冷質(zhì)量要求較高資料，對珍珠巖原礦砂含水率要求較高廣泛應用，一般采用從國外進(jìn)口的珍珠巖原礦砂產(chǎn)品，含水率滿足自由水(游離水)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.5％的要求橫向協同。珍珠巖原礦砂中自由水在恒溫105～110℃條件下哪些領域，大約2h可以分離出來敢於挑戰，原料進(jìn)場時可以分批進(jìn)行復(fù)檢，以檢測原料含水率是否合格積極。
珍珠巖原礦砂產(chǎn)品在施工現(xiàn)場進(jìn)行膨脹后直接填充探索。振搗后珍珠巖粉末主要性能需滿足常溫下熱導(dǎo)率≤0.044W／(m·K)等技術(shù)要求堅持先行。膨脹現(xiàn)場需定期對膨脹珍珠巖進(jìn)行取樣產業，并在現(xiàn)場臨時實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測。一般每1h測量1次膨脹后松散密度情況較常見，每4h測量1次振搗后密度可持續，每8h進(jìn)行1次膨脹粒度分析。對于熱導(dǎo)率的測試體製，每臺儲罐僅需在膨脹珍珠巖開始填充時進(jìn)行1次取樣測試嫿?，F(xiàn)場檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見表1。
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從取樣槽取來的試樣經(jīng)過相關(guān)處理后直接在施工現(xiàn)場臨時實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行松散密度服務延伸、膨脹粒度檢測共創輝煌；振搗后密度、熱導(dǎo)率測量則是通過在取樣槽取樣研究，在施工現(xiàn)場臨時實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬振搗操作后高效，再進(jìn)行性能測量。
表1中膨脹粒度的測量說明如下：同時取4組相同試樣提高，分別用孔徑0.6mm機構、0.425mm、0.3mm交流、0.15mm的篩子篩分基礎，4組試樣同時滿足以下4項(xiàng)條件時，才認(rèn)為該批珍珠巖膨脹后粒度合格：通過孔徑為0.6mm篩子的膨脹珍珠巖粉末的通過率為97％～l00％還不大，通過孔徑為0.425mm篩子的膨脹珍珠巖粉末的通過率為75％～85％高產，通過孔徑為0.3mm篩子的膨脹珍珠巖粉末的通過率為40％～55％，通過孔徑為0.15mm篩子的膨脹珍珠巖粉末的通過率為0％～10％發揮作用。
上述膨脹后性能指標(biāo)都是在膨脹填充連續(xù)進(jìn)行的過程中抽樣檢測明確了方向，檢測時現(xiàn)場膨脹和填充工作不停止。若抽檢結(jié)果出現(xiàn)性能指標(biāo)不合格的情況勇探新路，應(yīng)立即停止膨脹填充操作單產提升，更換該批次原礦砂材料，檢驗(yàn)合格后再進(jìn)行膨脹填充操作試驗。
7 結(jié)語
現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工是大型LNG儲罐建造施工后期關(guān)鍵工序之一勞動精神。為了避免膨脹后珍珠巖受潮，一般應(yīng)避免雨季施工製度保障，大氣相對濕度在80％以上的天氣也應(yīng)盡量避免珍珠巖膨脹填充施工預下達。典型16×104m3大型LNG全容儲罐所需珍珠巖原礦砂材料費(fèi)及施工費(fèi)雖然只占整個儲罐工程造價的2.0％～2.5％的有效手段，但現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充效果直接關(guān)系到儲罐投產(chǎn)后保冷效果。在該大型LNG全容儲罐建造過程中方案，單臺16×104m3儲罐現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工用了21d關鍵技術，現(xiàn)場定期進(jìn)行的導(dǎo)熱率、膨脹粒度深入、密度檢驗(yàn)均合格技術研究，投產(chǎn)后儲罐整體BOG蒸發(fā)率測試合格。這說明了按照本文所述技術(shù)要求進(jìn)行現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工開展研究，大型LNG全容儲罐在運(yùn)行過程中保冷效果良好姿勢。
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