LNG低温储罐罐壁保冷施工技术研究

2021-04-20胡秀娟

化工设计通讯 2021年3期

胡秀娟

（查特深冷工程系统（常州）有限公司，江苏常州 213000）

LNG 指液化天然气（Liquefied Natural Gas），是将天然气净化后，放置在-162℃的环境下形成液态，具有无色、无味、无毒的特点，是一种清洁环保的能源。而在对液化天然气进行保存的过程中，保冷技术非常关键，因为一旦温度超过一定标准，液化天然气的存储会受到影响。而在保冷施工中，低温储罐的罐壁保冷非常关键，需要得到足够的重视。

1 LNG低温储罐罐壁保冷概况

LNG 低温储罐中存储的是LNG 饱和液体，罐内温度维持在-160～-163℃，要求罐体必须具备极强的隔热性能，因为一旦罐体内部和外部环境实现热交换，就会导致内部存储的LNG 蒸发为闪蒸气，影响其正常使用的同时，也会导致储罐内部的压力较大气压更高，在闪蒸气无法及时排出的情况下，储罐内部的压力可能会越来越大，影响其使用的安全性。在当前的技术条件下，大型LNG 低温储罐内罐和外罐的间距为1m，保冷结构一般会在内罐壁外侧，使用弹性毡包裹，厚度在300mm，层数为四层，使用珍珠岩来对剩余空间进行完全填充，从避免珍珠岩磨损弹性毡的角度，需要在两者之间设置相应的玻璃纤维布。对于工程技术人员而言，在针对LNG低温储罐罐壁进行保冷施工时，需要依照规范化的施工流程进行操作，具体来讲，包括：确定保温钉的具体位置并做好标识→保温钉安装→分层安装弹性毡→安装玻璃纤维布→珍珠岩填充→珍珠岩振捣[1]。

2 LNG低温储罐罐壁保冷施工技术

2.1 做好工装设计

一是应该对内外罐之间的环形空间进行勘察，看吊篮施工是否可行；二是应该做好对于振捣机构的深入细致研究，判断其是否能够满足珍珠岩振捣作业的需求；三是应该对振捣设备的配线进行分析，保证配线设计的合理性和安全性；四是分析如果吊篮机构和振捣机构同时作业，是否能够满足工程施工要求。

2.2 优化施工方案

一是应该优化相应的施工信息，如保温钉安装信息、弹性毡安装信息等，二是应该优化相应的施工方案，主要是珍珠岩的填充与振捣，三是应该把握好LNG 低温储罐保冷施工的工序和方法，优化整体施工方案，确保工程施工的顺利进行。

2.3 实验槽制作

为了能够保证施工安全，减少不必要的损失，在实验槽中对罐壁保冷施工技术的应用进行研究。大型LNG 低温储罐内罐和外罐的间距为1m，因此选择长宽高为5m×1m×4m 的钢槽，对施工的关键环节进行模拟[2]。

2.4 保温棉施工

在针对保温棉进行施工的过程中，一是应该对照已经施工完成的同类型工程项，确定好弹性毡的厚度，这里为300mm，分为四层铺设，每一层的厚度是75mm；二是需要确定保温钉的具体位置并做好标识。在完成罐壁保冷施工准备工作后，需要依照设计施工图纸的要求，使用白色粉笔，在内罐外壁标出保温钉安装的具体位置（图1），然后将其擦洗干净，必要时做好打磨，确保表面清洁，没有灰尘、油污和水锈的存在，如果存在油污，需要使用相应的溶剂进行清除；三是弹性毡的安装。在对弹性毡进行安装前，应该将相邻两层阶梯错缝，错缝的宽度为300mm，同一层的弹性毡采用对接安装的方式，确保弹性毡块连接的紧密型，对接位置不能存在孔隙[3]，层间接缝错开的距离应该超过100mm，玻璃布的一端与弹性毡对接缝应该错开150mm 以上，玻璃布之间的搭接宽度不小于150mm。在玻璃布搭接位置，需要用胶黏牢，这样可以避免膨胀后的珍珠岩进入到弹性毡内部。如果在内罐中存在有凹凸不平的区域，导致弹性毡在铺设过程中存在缝隙，则可以使用小块的弹性毡进行填充，安装环节，需要将内部的弹性毡适当进行环向压缩，这样能够尽可能地缩小外层弹性毡的纵向缝；四是在最外层弹性毡表面，使用玻璃布进行环向覆盖，要求两条相邻玻璃布搭接的宽度为50mm，每完成一条玻璃布的搭接，都需要使用宽度为75mm 的铝膜胶带，按照自上而下的顺序进行密封粘贴，确保不会出现脱落的问题，相关工作可以借助吊篮完成，在施工过程中必须设置好相应的安全防护措施来保证施工人员的人身安全。利用吊篮的快速移动。施工人员需要尽快将弹性毡安装在保温钉上，确保弹性毡能够紧密贴合罐壁，需要注意的是，吊篮移动和弹性毡安装过程中应该避开保温钉，以免划伤[4]；五是在完成玻璃布的铺设后，还需要在其外侧设置一层扁钢带，对弹性毡进行固定，外侧则使用螺帽来将扁钢固定在保温钉上。

图1 实验槽保温钉布设

2.5 珍珠岩施工

一方面，应该做好珍珠岩的填充工作。依照相应的技术资料和施工经验，在LNG 低温储罐罐壁保冷施工的过程中，确定珍珠岩的最终填充高度为3.25m，考虑实验槽的实际情况，选择了人工填充作业，配合专业的振捣器设备对填充后的珍珠岩进行振捣，并且对珍珠岩在振捣后的沉降高度进行测算。另一方面，应该做好珍珠岩的振捣工作。当珍珠岩填充达到设计高度之后，需要做好相应的振捣工作。在实际操作中，设置电动葫芦，将振捣设备悬挂在电动葫芦上，确保振捣设备能够在一定区域范围内实现水平运动，借助电动葫芦缆绳，工作人员还可以控制振捣设备在处置方向自由移动[5]。在电动葫芦下方，需要悬挂相应的振捣板，结合模拟实验的具体情况，振捣板的规格为1.5m×1.8m，厚度为6mm。振动器的振动电机设置在振捣板的中间位置，而上方两个角均设置有限位胶轮，可以有效避免振捣过程中碰触弹性毡的情况。施工作业人员通过控制电动葫芦的方式，确保振捣设备能够切实深入到珍珠岩内，启动振捣器来对珍珠岩进行振捣作业。在进行振捣的过程中，需要将施工人员分为两组，每组至少两人，一组站在实验槽的边缘位置，操控振捣装置起降设备的按钮，根据实际情况来对振捣板的高度进行调节，同时也需要关注下方作业人员的安全[6]；另外一组施工人员停在吊篮内，主要工作是对珍珠岩进行振捣，其中一名工作人员对吊篮的上升和下降进行控制，使得吊篮能够处于最佳的施工位置，为振捣作业提供便利，另一名施工人员则负责控制振捣按钮，确保振动作业的顺利实施。

另外，在珍珠岩施振捣的过程中，需要做好相关数据信息的收集工作，确保振捣后的高度下降在15%～27%，可以采用等效测量的方法来对沉降数值进行确定：如果振捣后珍珠岩的高度较振捣前降低了0.53～0.94m，则可以满足施工要求。而经过相应的实验测算，在振捣2h 后，珍珠岩的高度从原本的3.25m 下降到了2.71m，沉降率为16.62%，能够满足振捣要求。珍珠岩振捣沉降数据的相关记录如表1所示。

表1 珍珠岩振捣沉降数据表

2.6 施工关键点

在对弹性毡进行施工的过程中，施工人员需要对内罐外壁表面进行全面检查，看其是否存在灰尘、油污和水迹，对其进行全面清理，保持表面整洁干燥[7]。应该对保温钉黏结强度进行检查，确保其能够满足设计方案的要求，如果保温钉本身缺乏牢固性，则后续弹性毡的安装施工也会受到很大影响，同时需要确定保温钉黏结的密度，确保其数量充足，分布均匀。在弹性毡安装过程中，必须做好对接紧密性的检查工作，确保层间接缝的错开距离满足相关技术规范的要求。另外，也应该对弹性毡表面的平整度进行检查，对于不平整的地方，需要分析原因，采取有效的措施进行处理。应该做好玻璃布和弹性毡接缝错开距离的细致检查，确保玻璃布搭接的宽度满足设计方案和施工标准的要求，如果存在相应的施工质量问题，则应该要求施工人员及时进行处理，确认合格后，才能继续进行后续的施工作业。

在对珍珠岩进行填充和振捣的过程中，施工人员需要保证珍珠岩填充高度合理，并且对振捣的数据进行收集和整理，绘制出相应的表格，使得数据信息变得更加直观。振捣环节，必须确保振捣设备组装和运行的安全性，做好必要的安全防护工作，这样才能切实保障施工的质量和安全，同时也需要做好珍珠岩振捣环节沉降数据的记录工作，为后续的质量检测提供参考依据[8]。