油氣信息化
在全球能源結(jié)構(gòu)加速低碳化轉(zhuǎn)型的背景下,液化天然氣(LNG)作為清潔能源的重要組成部分,正成為各國(guó)保障能源安全、推動(dòng)綠色發(fā)展的關(guān)鍵抓手。LNG儲(chǔ)罐是保障能源安全、提升儲(chǔ)氣調(diào)峰能力的核心基礎(chǔ)設(shè)施,其建設(shè)更是衡量一個(gè)國(guó)家在低溫工程、材料科學(xué)、裝備制造等領(lǐng)域綜合技術(shù)實(shí)力的標(biāo)志。
從沿海接收站到內(nèi)陸調(diào)峰樞紐、從傳統(tǒng)16萬立方米儲(chǔ)罐到27萬立方米“巨無霸”,我國(guó)LNG儲(chǔ)罐建設(shè)正以自主創(chuàng)新不斷突破規(guī)模極限與技術(shù)壁壘。然而,隨著儲(chǔ)罐容量攀升與建設(shè)場(chǎng)景復(fù)雜化,如何在材料性能、施工安全、低碳運(yùn)維等維度實(shí)現(xiàn)“破冰”,仍需行業(yè)凝聚智慧。本版聚焦LNG儲(chǔ)罐建設(shè),邀請(qǐng)了設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)企業(yè)的相關(guān)專家進(jìn)行訪談,敬請(qǐng)關(guān)注。
本版文圖由 王桂根 李 明 張 昊 姚志廣 葉 麗 劉晶晶 孟禹君 王 剛 提供
工程建設(shè)公司副總工程師 李鳳奇
天然氣分公司青島LNG接收站副總經(jīng)濟(jì)師兼工程物裝部經(jīng)理 劉慶勝
山東勝利監(jiān)理股份有限公司項(xiàng)目總監(jiān) 王增平
四建公司設(shè)備技術(shù)專家 張向東
十建公司儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)專家 潘吉龍
▼設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
●在超大型LNG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)中,如何平衡儲(chǔ)罐的容積、高度和穩(wěn)定性?青島LNG接收站采用的“矮胖型”設(shè)計(jì)有哪些優(yōu)勢(shì)?
李鳳奇:在超大型LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中,平衡容積、高度和穩(wěn)定性是儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在維持相同操作容積的前提下,增大罐徑可降低罐體高度,提升儲(chǔ)罐的抗震性能。但罐徑的增大會(huì)導(dǎo)致穹頂跨度增加,加大施工過程及復(fù)雜荷載下的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)難度。另外,罐徑增加可使內(nèi)罐壁厚變薄,減小內(nèi)罐的設(shè)計(jì)與施工難度。儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)罐容越大,外罐投資越高,內(nèi)罐投資越低。因此,需結(jié)合場(chǎng)地建設(shè)條件,并以罐容大、抗震能力強(qiáng)、穹頂穩(wěn)定性好為目標(biāo),優(yōu)化儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)參數(shù)。
青島LNG接收站采用的“矮胖型”儲(chǔ)罐具有以下優(yōu)勢(shì):一是低重心設(shè)計(jì)使儲(chǔ)罐在地震工況下的傾覆力矩減少,抗震能力顯著增強(qiáng);二是減小了內(nèi)罐壁厚,降低了設(shè)計(jì)與焊接的難度;三是縮短了儲(chǔ)罐的施工工期并降低了高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn);四是縮短了卸船時(shí)間,提高了卸船作業(yè)效率。目前,“矮胖型”儲(chǔ)罐已成為全球LNG接收站的主流設(shè)計(jì)。
●LNG儲(chǔ)罐通常建于沿海地區(qū),容易受到地震和臺(tái)風(fēng)的影響。在設(shè)計(jì)階段,如何通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化提高儲(chǔ)罐的抗震和抗風(fēng)能力?
李鳳奇:LNG儲(chǔ)罐儲(chǔ)存能量巨大,一旦發(fā)生泄漏爆炸將產(chǎn)生難以估量的次生災(zāi)難,故抗震設(shè)防要求遠(yuǎn)高于常規(guī)建構(gòu)筑物,對(duì)設(shè)計(jì)提出了前所未有的挑戰(zhàn)。LNG儲(chǔ)罐通常建于沿海地區(qū),而沿海多為軟土地基,沿海工業(yè)用地多是吹填形成,吹填后的軟土通常尚未進(jìn)行充分排水固結(jié),土體的承載力較差,如何在高烈度軟土區(qū)建造超大型LNG儲(chǔ)罐,成為儲(chǔ)罐抗震設(shè)計(jì)的難題。為此,工程建設(shè)公司首次構(gòu)建了“雙層罐體+基礎(chǔ)+樁土”與低溫液體的整體流固耦合動(dòng)力學(xué)模型,解決非整體分析力學(xué)模型失真難題;聚焦高烈度地震區(qū)儲(chǔ)罐抗震技術(shù)瓶頸與軟土地基-樁基系統(tǒng)災(zāi)變防控難題,首創(chuàng)了“雙承臺(tái)+隔震”結(jié)構(gòu)體系,研發(fā)了LNG領(lǐng)域首套國(guó)產(chǎn)化隔震裝置,使LNG儲(chǔ)罐建造于地震高烈度軟土地區(qū)成為可能。
●當(dāng)前各種數(shù)字化工具在LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況如何?這些技術(shù)是否顯著提升了設(shè)計(jì)效率和工程精度?
李鳳奇:在超大型LNG儲(chǔ)罐工程領(lǐng)域,以SP3D、ABAQUS、ANSYS、HYSYS為代表的數(shù)字化工具已形成全生命周期技術(shù)矩陣,顯著提升了設(shè)計(jì)效率與工程精度。其中,HYSYS通過建立熱力學(xué)、流體力學(xué)模型實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的精準(zhǔn)工藝模擬與流程優(yōu)化。ABAQUS和ANSYS軟件可以通過多物理場(chǎng)分析對(duì)LNG儲(chǔ)罐的外罐與內(nèi)罐結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在使用SP3D軟件進(jìn)行多專業(yè)三維協(xié)同設(shè)計(jì)中,不僅可以檢查碰撞,還可以滿足數(shù)字化交付需求,為智慧化運(yùn)維創(chuàng)造條件。數(shù)字化工具在施工階段的應(yīng)用也尤為關(guān)鍵。通過三維模型正向設(shè)計(jì)可以精準(zhǔn)快捷導(dǎo)出施工所需圖紙和數(shù)據(jù),有助于提高效率,縮短施工工期。數(shù)字化工具已深度融入LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì),成為提升效率與精度的核心驅(qū)動(dòng)力。隨著技術(shù)迭代與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化持續(xù)推進(jìn),其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)展,推動(dòng)LNG儲(chǔ)罐工程向更高效、更安全的方向發(fā)展。
▼施工環(huán)節(jié)
●近年來在超大型LNG儲(chǔ)罐的施工過程中,是否有新的施工技術(shù)取得突破?
張向東:9%Ni(鎳)鋼是超大型LNG儲(chǔ)罐常用的罐體材料,其強(qiáng)度、韌性和低溫性能對(duì)儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行至關(guān)重要。焊接是罐體安裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié),焊縫的質(zhì)量直接影響罐體的密封性和強(qiáng)度。對(duì)于9%Ni鋼的焊接,需要選擇合適的焊接材料、焊接方法和焊接工藝參數(shù),嚴(yán)格控制焊接過程中的變形、裂紋和氣孔等缺陷。
近年來,隨著16萬立方米儲(chǔ)罐到27萬立方米儲(chǔ)罐的飛躍式發(fā)展,四建公司始終保持施工市場(chǎng)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),完成了中國(guó)石化LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐縱縫自動(dòng)焊工藝開發(fā),在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了內(nèi)罐縱縫自動(dòng)化焊接,提高了焊接效率,焊縫力學(xué)性能更優(yōu),質(zhì)量可靠。同時(shí),我們進(jìn)行罐頂以泵井主平臺(tái)和放空框架為主的模塊化施工,進(jìn)一步避免高空作業(yè)、提高人工作業(yè)效率、減少機(jī)械臺(tái)班,從而降低安全風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)成本。
●青島LNG接收站的27萬立方米儲(chǔ)罐僅用時(shí)18個(gè)月就完成主體結(jié)構(gòu)建設(shè),施工效率大幅提升。在超大型LNG儲(chǔ)罐建設(shè)中,有哪些關(guān)鍵措施可以縮短工期并降低成本?
潘吉龍:受青島冬季嚴(yán)寒及強(qiáng)海風(fēng)環(huán)境影響,儲(chǔ)罐施工面臨混凝土澆筑溫度難以達(dá)標(biāo)的問題。十建公司首創(chuàng)“外罐壁低溫混凝土內(nèi)加熱外保溫工法”,通過預(yù)埋套管注入熱干空氣,保證澆筑溫度,實(shí)現(xiàn)冬季連續(xù)施工。針對(duì)27萬立方米儲(chǔ)罐鋼穹頂跨度大(總重1530噸)、型鋼尺寸大難組對(duì)的特點(diǎn),十建公司項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)重新設(shè)計(jì)H形鋼組對(duì)拼裝工裝設(shè)備,提升穹頂片制造精度和預(yù)制效率。
在鋼穹頂氣頂升施工過程中,十建公司將激光測(cè)距儀、壓力傳感器、陀螺儀等儀器集成在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)頂升過程中鋼穹頂頂升高度、速度、方位等關(guān)鍵數(shù)據(jù)的測(cè)量、傳輸、計(jì)算,同時(shí)采用數(shù)字孿生技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋和及時(shí)調(diào)控。
針對(duì)高空鋼筋網(wǎng)片傾覆風(fēng)險(xiǎn),十建公司研發(fā)混凝土預(yù)埋抗風(fēng)柱技術(shù),消除風(fēng)力引發(fā)的安全隱患,保障外罐壁雙層鋼筋網(wǎng)片施工安全高效推進(jìn)。
鋼制穹頂后期頂升僅用時(shí)107分鐘,偏差控制在60毫米以內(nèi)(遠(yuǎn)低于200毫米允許值),工期較計(jì)劃提前了13天,為儲(chǔ)罐整體施工縮短工期提前交工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
●穹頂氣頂升是儲(chǔ)罐建設(shè)的關(guān)鍵工序之一。在超大型LNG儲(chǔ)罐的建設(shè)中,如何通過技術(shù)優(yōu)化確保氣頂升的安全性和精準(zhǔn)性?
張向東:穹頂氣頂升原理是使用微壓空氣浮升技術(shù),通過大流量鼓風(fēng)機(jī)向罐內(nèi)送入壓縮空氣,增加穹頂下方氣壓至容許的壓力,內(nèi)外壓力差將預(yù)制好的穹頂“托舉”起來,沿混凝土罐壁連續(xù)平穩(wěn)提升至罐壁頂部,與承壓環(huán)接合。
在頂升作業(yè)中,平衡系統(tǒng)、密封系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是成功升頂?shù)年P(guān)鍵。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)控制儲(chǔ)罐升頂時(shí)的氣壓、速率、偏移度等參數(shù),以保障氣頂升安全、穩(wěn)定。平衡系統(tǒng)是通過滑輪組和鋼絲繩為懸浮的鋼質(zhì)穹頂提供定位導(dǎo)向,避免穹頂在升頂過程中發(fā)生傾斜和旋轉(zhuǎn)。密封系統(tǒng)直接決定頂升的質(zhì)量。在拱頂與罐壁間隙這一最關(guān)鍵的密封位置,通常采用加強(qiáng)型聚乙烯密封簾或其他類似密封材料,升頂時(shí)在內(nèi)罐風(fēng)壓作用下緊緊貼在混凝土罐壁上,保證良好的密封性。當(dāng)前開發(fā)的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于頂升作業(yè)中,可以實(shí)時(shí)調(diào)整氣頂升過程中的氣壓和速率,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制和安全施工。
●焊接是LNG儲(chǔ)罐施工的核心環(huán)節(jié)之一,如何確保焊接質(zhì)量以滿足極低溫條件下的使用要求?是否有自動(dòng)化或智能化焊接技術(shù)正在推廣?
潘吉龍:為確保焊接質(zhì)量滿足極低溫條件下的使用要求,十建公司項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開發(fā)使用熱絲TIG機(jī)動(dòng)焊焊接工藝,改變圖紙坡口尺寸,使焊接更貼合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,從而提高焊接質(zhì)量。目前,該工藝已在中國(guó)石化天津LNG、龍口LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐施工中使用。另外,通過在埋弧焊機(jī)和手工焊機(jī)上預(yù)設(shè)電流、電壓、速度,確保9%Ni鋼焊接線能量≤25千焦/厘米。嚴(yán)控縱縫自動(dòng)焊U形坡口加工尺寸,通過大型銑邊機(jī)精密加工,將預(yù)制尺寸誤差控制在±0.5毫米以內(nèi),減少安裝偏差。
十建公司在內(nèi)罐壁9%Ni鋼縱縫焊接過程中開發(fā)使用自動(dòng)焊焊接工藝,焊縫外觀成形美觀,不需要進(jìn)行焊縫余高的打磨,減少了焊工技能對(duì)焊接質(zhì)量的影響。該公司聯(lián)合埋弧焊焊機(jī)廠家開發(fā)了等離子自動(dòng)清根機(jī),研發(fā)并應(yīng)用焊縫余高自動(dòng)打磨技術(shù),解決了傳統(tǒng)人工打磨導(dǎo)致的效率低、質(zhì)量差等問題,內(nèi)罐焊接一次合格率99.9%,有效提升了機(jī)械化施工水平和勞動(dòng)效率。目前,創(chuàng)新工藝與焊接技術(shù)已在國(guó)內(nèi)各大型LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐施工中推廣使用。值得一提的是,十建公司在北海液化三期項(xiàng)目?jī)?chǔ)罐中應(yīng)用國(guó)產(chǎn)高鎳焊材,解決了焊接材料依賴進(jìn)口的問題。
相比傳統(tǒng)手工焊條電弧焊,罐壁與內(nèi)罐邊緣板之間的T形接頭(大角縫)采用埋弧自動(dòng)焊工藝,具有焊接線能量小、缺陷少、質(zhì)量高的特點(diǎn),減少了因焊工操作水平不足導(dǎo)致的質(zhì)量問題,可實(shí)現(xiàn)單座罐節(jié)約50個(gè)人工時(shí),提高了機(jī)械化施工水平。
▼運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)
●LNG儲(chǔ)罐建成后,如何通過傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能運(yùn)維?這些技術(shù)是否已經(jīng)成熟并廣泛應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目?
劉慶勝:多維度傳感器網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用到液化天然氣儲(chǔ)罐的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中。液位與壓力監(jiān)測(cè)可以采用無線遠(yuǎn)傳液位計(jì),通過高精度傳感器實(shí)時(shí)采集液位、壓力數(shù)據(jù),結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳輸至云平臺(tái),精度達(dá)±1毫米,數(shù)據(jù)更新頻率達(dá)秒級(jí)。溫度與泄漏監(jiān)測(cè)可通過分布式光纖傳感技術(shù)沿罐壁部署,監(jiān)測(cè)溫度梯度和微小形變,結(jié)合激光氣體成像技術(shù)(如TDLAS)實(shí)現(xiàn)0.1ppm(1ppm為百萬分之一)級(jí)甲烷泄漏定位。
智能運(yùn)維方面,可通過搭建物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與數(shù)據(jù)平臺(tái),通過資源層(傳感器與設(shè)備)、數(shù)據(jù)層(邊緣計(jì)算與存儲(chǔ))、呈現(xiàn)層(可視化界面)三層架構(gòu)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)多站點(diǎn)集中管理。
多級(jí)報(bào)警系統(tǒng)方面,可實(shí)現(xiàn)閾值報(bào)警(如液位超限、壓力驟變),以及故障分級(jí)推送(紅色警報(bào)直達(dá)管理層、黃色警報(bào)發(fā)送至運(yùn)維團(tuán)隊(duì))。
遠(yuǎn)程操作功能方面,可通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)閥門遠(yuǎn)程啟閉、液位調(diào)控及緊急切斷功能,提升應(yīng)急響應(yīng)效率。
當(dāng)前,無線傳輸、光纖傳感等技術(shù)已標(biāo)準(zhǔn)化,國(guó)內(nèi)企業(yè)推出的商用化監(jiān)控系統(tǒng)基本可以實(shí)現(xiàn)LNG儲(chǔ)罐全生命周期管理。
●LNG儲(chǔ)罐的使用壽命通常長(zhǎng)達(dá)幾十年,在長(zhǎng)期運(yùn)行中,如何評(píng)估其結(jié)構(gòu)完整性和耐久性?是否有定期檢測(cè)和修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)流程?
王增平:目前,LNG儲(chǔ)罐通過應(yīng)用結(jié)構(gòu)完整性評(píng)估體系,實(shí)現(xiàn)材料退化機(jī)理分析,確保其在長(zhǎng)期運(yùn)行中安全可靠穩(wěn)定。在低溫脆性監(jiān)測(cè)方面,針對(duì)9%Ni鋼、不銹鋼等低溫材料的特性,采用缺口沖擊試驗(yàn)定期驗(yàn)證材料韌性,確保在負(fù)162攝氏度工況下無脆性斷裂風(fēng)險(xiǎn)。在應(yīng)力腐蝕開裂評(píng)估方面,通過電化學(xué)阻抗譜和慢應(yīng)變速率試驗(yàn)檢測(cè)焊縫等應(yīng)力區(qū)域的腐蝕敏感性。在保冷系統(tǒng)效能評(píng)估方面,通過蒸發(fā)率、珍珠巖沉降、彈性氈老化、真空度喪失等方式定期監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)整體效能評(píng)估。
有關(guān)LNG儲(chǔ)罐的定期檢測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)化維護(hù)修復(fù),27萬立方米LNG儲(chǔ)罐可以應(yīng)用在線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),通過采用沿罐壁布置測(cè)點(diǎn)的分布式光纖傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)全生命周期檢測(cè),能夠?qū)崿F(xiàn)0.1毫米級(jí)的裂紋檢測(cè)。目前LNG儲(chǔ)罐按照缺陷分級(jí)修復(fù)處理,出現(xiàn)裂紋深度小于10%壁厚的一級(jí)缺陷問題時(shí),采用低溫冷焊修復(fù);出現(xiàn)腐蝕面積小于5%的二級(jí)缺陷問題時(shí),應(yīng)用厚度200微米、附著力大于等于10兆帕的納米復(fù)合涂層技術(shù);出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷的三級(jí)缺陷問題時(shí),應(yīng)用彈性模量匹配度大于90%的碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。
青島接收站27萬立方米LNG儲(chǔ)罐
■ 情況介紹
青島LNG接收站的27萬立方米LNG儲(chǔ)罐,是目前國(guó)內(nèi)單體容積最大的LNG儲(chǔ)罐之一。罐體直徑達(dá)100.6米、高55米,雙罐體設(shè)計(jì)、落地式結(jié)構(gòu),采用17項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利技術(shù),僅用時(shí)18個(gè)月就完成儲(chǔ)罐主體結(jié)構(gòu)建設(shè),27個(gè)月后安全平穩(wěn)投用。罐內(nèi)空間可停放一架國(guó)產(chǎn)C919大型客機(jī),屬超大型LNG儲(chǔ)罐。
在儲(chǔ)罐建設(shè)過程中,由天然氣分公司、工程建設(shè)公司、十建公司等組成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)先后實(shí)現(xiàn)了20余項(xiàng)核心設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用,使儲(chǔ)罐的國(guó)產(chǎn)化水平提升至95%以上,是當(dāng)前國(guó)產(chǎn)化程度最高的LNG儲(chǔ)罐。
■ 技術(shù)創(chuàng)新
智慧高效施工:攻克外罐壁高難度施工,優(yōu)化鋼穹頂預(yù)制分片模式,提高工作效率,建成目前國(guó)內(nèi)最大跨度、最大重量全容式LNG儲(chǔ)罐穹頂結(jié)構(gòu)。
超大直徑儲(chǔ)罐設(shè)計(jì):首創(chuàng)電加熱基礎(chǔ)形式,保障儲(chǔ)罐基礎(chǔ)和下層土壤不會(huì)因LNG低溫產(chǎn)生有害變形。罐壁創(chuàng)新采用變截面設(shè)計(jì),確定主要構(gòu)件的截面尺寸,確保經(jīng)濟(jì)合理。
智能化管理系統(tǒng):儲(chǔ)罐投用后,創(chuàng)新融合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和5G室內(nèi)外定位技術(shù),推動(dòng)安全生產(chǎn)流程數(shù)智化改造,助力設(shè)備設(shè)施安穩(wěn)運(yùn)行。
首次構(gòu)建了雙層罐體、基礎(chǔ)、樁土與低溫液體的整體流固耦合動(dòng)力學(xué)模型,解決了單獨(dú)分析力學(xué)模型數(shù)據(jù)失真難題;首創(chuàng)了“雙承臺(tái)+隔震”結(jié)構(gòu)體系,并研制隔震裝置,攻克了在高烈度軟土地區(qū)建造LNG儲(chǔ)罐的抗震難題;創(chuàng)建了蒙皮屈曲后殘余剛度理論,開發(fā)了基于初始幾何缺陷迭代修正的蒙皮-球殼整體屈曲分析技術(shù),解決了世界上最大LNG儲(chǔ)罐穹頂設(shè)計(jì)建造難題;研發(fā)了外罐整套低溫材料,并創(chuàng)建了相關(guān)的評(píng)價(jià)體系,構(gòu)建了基于儲(chǔ)罐鋼筋混凝土與低溫復(fù)雜荷載下的材料非線性全工況仿真模型,保障了混凝土在低溫開裂下的液密性。建設(shè)過程中,創(chuàng)新研制5項(xiàng)省部級(jí)工法,采用17項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利技術(shù),順利攻克了多項(xiàng)建設(shè)難題,僅用時(shí)18個(gè)月就全部完成儲(chǔ)罐主體結(jié)構(gòu)建設(shè),大幅提高了施工效率,為國(guó)內(nèi)超大型LNG儲(chǔ)罐建設(shè)提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。
深圳大鵬接收站16萬立方米LNG儲(chǔ)罐
■ 情況介紹
深圳大鵬LNG接收站項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)第一個(gè)LNG項(xiàng)目,于2004年3月26日開工建設(shè),16萬立方米LNG儲(chǔ)罐為當(dāng)時(shí)最大LNG儲(chǔ)罐。16萬立方米LNG儲(chǔ)罐為雙層結(jié)構(gòu),外罐是混凝土結(jié)構(gòu),內(nèi)罐是9%Ni鋼金屬罐,直徑80米、高度35.43米。該項(xiàng)目標(biāo)志著國(guó)內(nèi)徹底掌握9%Ni鋼焊接工藝,突破了歐洲標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)壁壘。同時(shí),該站建成投營(yíng),開國(guó)內(nèi)液化天然氣接收站建設(shè)運(yùn)營(yíng)先河,為我國(guó)LNG產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
■ 技術(shù)創(chuàng)新
深圳大鵬LNG接收站項(xiàng)目共完成了LNG罐體工程所需要的35個(gè)焊接工藝評(píng)定,其中9%Ni鋼焊接工藝評(píng)定22個(gè),全部通過力學(xué)性能試驗(yàn),最終兩座罐焊接射線檢測(cè)拍片一次合格率達(dá)98.53%。
改造了單面埋弧自動(dòng)保護(hù)橫焊機(jī),實(shí)現(xiàn)雙面埋弧保護(hù)、單面自動(dòng)焊接,焊道成型好,背面焊道不用二次打磨清根,提升了現(xiàn)場(chǎng)施工效率。
天津接收站22萬立方米LNG儲(chǔ)罐
天然氣分公司天津LNG接收站共有9座儲(chǔ)罐,總儲(chǔ)氣能力10.8億立方米。 王 軍 攝
■ 情況介紹
天津LNG接收站二期工程于2023年11月全部投用,包括5座22萬立方米LNG儲(chǔ)罐及配套工藝、電儀、消防設(shè)施等,天津LNG接收站總儲(chǔ)氣能力達(dá)10.8億立方米,在國(guó)內(nèi)已投產(chǎn)的LNG接收站中居首位。
在建設(shè)過程中,由天然氣分公司、工程建設(shè)公司、四建公司等組成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采用優(yōu)化罐體高度、樁基、元寶鋼筋數(shù)量等措施,降低施工風(fēng)險(xiǎn),提高作業(yè)效率,同時(shí)應(yīng)用大跨度裝配式鋁吊頂結(jié)構(gòu),大幅減少焊接作業(yè)、縮短施工周期。
■ 技術(shù)創(chuàng)新
內(nèi)罐縱縫自動(dòng)焊工藝開發(fā):四建公司牽頭,聯(lián)合天然氣分公司、工程建設(shè)公司共同開發(fā),結(jié)合LNG儲(chǔ)罐縱縫結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及9%Ni鋼特性,開發(fā)U形窄坡口工藝,實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首次LNG儲(chǔ)罐整條縱縫打底、填充、蓋面的自動(dòng)化焊接,減少了焊縫金屬填充量,焊道成型美觀,力學(xué)性能更優(yōu),質(zhì)量可靠。該工藝在提高焊接生產(chǎn)效率、降低施工成本的同時(shí),減少了罐內(nèi)作業(yè)空間的粉塵、煙塵、噪聲,極大改善了工作環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保施工。
該工藝率先在天津LNG接收站二期項(xiàng)目?jī)勺?2萬立方米LNG儲(chǔ)罐施工中應(yīng)用,焊接一次合格率為99.44%,后續(xù)在中國(guó)石化龍口LNG接收站項(xiàng)目、天津南港乙烯項(xiàng)目推廣應(yīng)用。