淺談LNG儲罐外罐施工設備選型與應用

尚凡玲 吳善軍 朱國強

（中石化中原建設工程有限公司，河南 濮陽 457001）

淺談LNG儲罐外罐施工設備選型與應用

尚凡玲 吳善軍 朱國強

（中石化中原建設工程有限公司，河南 濮陽 457001）

結合中石化中原建設工程有限公司承建的廣西北海16×104m3LN G儲罐外罐施工項目的建設實踐，簡單介紹了工程概況，重點對LN G儲罐外罐施工項目中主要施工設備的選型與應用進行了分析。

LN G儲罐；DO KA模板系統；塔式起重機；塔式布料機；混凝土泵

目前國內天然氣在能源結構中占的比例較低，其主要原因是天然氣的運輸和儲存方式主要是液化天然氣（LNG），而國內自主實現設計和施工的能力不足。大量天然氣液化后通過海運進口到國內，通過沿海LNG接收站輸送到內陸。

一、工程概況

每個LNG接收終端站都建有數量不等的LNG儲罐。中石化天然氣分公司在廣西建設一套工程規模為300萬t/年液化天然氣項目（以下簡稱LNG項目），項目包括碼頭及陸域形成工程、接收站工程、輸氣管道工程3個單項工程。碼頭及陸域形成工程和接收站工程位于廣西壯族自治區北海市鐵山港工業區；LNG專用碼頭可以停靠8～26.6萬m3的大型LNG遠洋運輸船。接收站用來接卸和儲存LNG，氣化后的天然氣通過輸氣管道送至用戶。

2010年以來，我公司將大型LNG低溫儲罐施工技術研究作為重點研究課題，在總結以往經驗的基礎上，結合青島LNG儲罐的施工建設，全面發展并提升公司LNG低溫儲罐施工技術水平，掌握了16×104m3LNG低溫儲罐的建造技術。2013年3月，中標了廣西液化天然氣（LNG）項目接收站工程16×104m3LNG儲罐罐體4號罐外罐建筑(不含預應力系統)工程。

廣西液化天然氣（LNG）項目接收站工程LNG儲罐罐體外罐建筑(不含預應力系統)工程，包括鋼筋混凝土承臺、預應力混凝土罐壁、鋼筋混凝土罐頂、罐內找平層、罐內低溫環梁及樓梯間基礎等工作。承臺半徑為43.7m，厚1.2m，罐壁厚0.8m，內側半徑為41m，外側半徑為41.8m，罐壁標高40.145m，穹頂標高為50.386m。該工程要求2013年4月1日開工，2015年6月30日交工。

二、主要施工設備的配備及設備選型方案

1.施工設備的配備

LNG儲罐內側半徑為41m，外側半徑為41.8m，罐壁標高40.145m，穹頂標高為50.386m，工作時要求無附壁，施工時要求每一帶沿圓周均勻劃分3個施工澆筑段進行對稱澆筑。LNG儲罐外罐罐壁混凝土級別要求是C50，穹頂標高為50.386m，罐壁每一帶需連續一次性澆筑作業。同時，按照LNG儲罐外罐罐壁混凝土施工工藝的要求，LNG外罐罐壁的施工工藝包括鋼筋網片的綁扎和安裝，混凝土模板的安裝和定型，混凝土的澆筑等施工工藝，以上施工工序的完成必須由相應的設備配合來完成。因此，16萬m3LNG全容式儲罐的混凝土外罐施工中所要使用的主要設備及數量見表1。

表1

2.施工設備的選型原則

設備的選型必須本著經濟、高效、安全的原則進行，需要有一個良好的運行機制，編制采購流程是設備選型成功的關鍵。

三、主要施工設備的選型

LNG儲罐施工涉及大體積混凝土技術、低溫鋼筋施工技術、模板爬升施工技術。以上施工技術難點多，要求設備性能優良，專業性強。我公司首次施工LNG儲罐項目，主要施工設備為空白，由于工程的施工工期比較緊迫，工序繁多，使用機械設備的數量、種類較多，能否解決好主要施工設備的選型和調配，關系著整個工程能否順利進行，能否保質按期完成整個工程。為此，通過考察主要施工設備的生產廠家，從技術參數、結構特點、性價比等因素進行分析，綜合評價后最終選取設備型號和數量。

1.模板的選型

16×104m3LNG儲罐外罐施工采用爬模工藝，所用模板體系為國外進口。目前國外模板在國內使用的有瑞士的多卡模板F150體系和西班牙的屋瑪模板體系。在現已建成的16×104m3LNG儲罐外罐施工中，屋瑪模板在大型曲面支模施工中沒有成熟經驗。該套模板體系重量較大，對塔吊性能提出了更高的要求，且此模板構件大部分由國內加工，拼裝精度較差，使得設備在爬升過程中其操作工人增加，施工成本加大。在綜合考慮兩種模板的經濟性、適用性和安全性后選用了多卡模板。多卡模板的現場應用見圖1。

圖1

2.塔式起重機的選型

塔式起重機在施工中主要負責現場材料的倒運、鋼筋網片的吊裝就位、模板的提升等工作，16×104m3LNG儲罐外罐直徑為83.6m，施工中要做到全部覆蓋，對塔機臂長有要求，且不能附著外罐壁。

現場考察國內3家塔式起重機的生產廠家后，根據施工要求配置選型見表2。

3家生產廠家提供的技術參數基本上能夠滿足施工要求，但是由于塔機類型的不同，造成價格相差較大，塔機類型的選擇成為選型關鍵因素。隨著科技創新和技術發展，大型建筑的要求工期越來越短，工況作業環境也越來越密集、狹小，平頭式塔機作業時特點愈加顯著，其具有設計新穎、結構合理、安全可靠性高、抗疲勞和沖擊能力強等優點，從公司長期發展的角度考慮，選用了平頭式塔式起重機。

表2

3.塔式布料機的選型

塔式布料機一般與混凝土泵配套使用，主要負責現場混凝土澆筑工作，是泵送混凝土的末端設備。其作用是將泵壓來的混凝土通過管道送到要澆筑構建的模板內，能夠靈活的實現大面積混凝土布料，實現混凝土澆筑的連續性，充分發揮泵送的優越性，擴大混凝土泵的適用范圍，提高其性能，從而提高施工效率，節省勞力，減輕勞動強度，縮短工期。凝土布料機的選型、布設應根據混凝土澆筑場地特點、混凝土澆筑方案、布料機的性能確定。

經過考察國內兩家混凝土布料機的生產廠家后選型見表3。

綜合考慮兩種布料機的臂長、驅動方式、回轉機構、旋轉方位、抗風能力、塔身高度、系統壓力、流量等主要技術參數以及售后服務、經濟性等因素，我公司在施工中選用了三一重工生產的HGT 41塔式布料機。塔式布料機的現場應用見圖2。

4.混凝土泵的選型

混凝土泵主要是在現場配合塔式布料機進行混凝土澆筑工作的一種施工機械。混凝土泵的選型主要從技術參數即輸送排量、出口壓力、電機功率和分配閥形式入手。而電機功率是決定出口壓力和輸送方量的前提條件，根據輸送距離的高度選擇出口壓力；根據攪拌供料的能力選擇輸出方量的范圍；根據泵送混凝土的骨料情況選擇分配閥的形式。

圖2

考察國內3家混凝土泵的生產廠家后選型見表4。

表3

表4

通過對3個生產廠家的主要技術參數、售后服務、經濟性等因素的對比評價后選用了中聯重科HBT 80.18.132SU混凝土泵。

綜上所述，在16萬m3LNG全容式儲罐的混凝土外罐施工中所使用的主要設備型號及數量見表5。

施工現場設備布置全景圖見圖3。

表5

圖3

四、LNG儲罐外罐施工設備的運轉情況

由于嚴格按照施工工藝技術要求對施工設備進行選型，設備制造過程中嚴格執行制造標準和有關規范，安裝過程中從地基基礎預埋、現場安裝就位、試運行等環節嚴格把關，運轉過程中嚴格執行設備保養安全操作規程，自16×104m3LNG儲罐外罐施工建設以來，沒有出現任何設備質量問題，全部設備運轉情況良好。

五、設備在施工生產中實施效果

2013年，中原建設工程公司從儲罐外罐施工建設立項后，通過設備調研、論證，共購入ST T 403-18塔式起重機1臺；ST T 293-18塔式起重機1臺，HG41塔式布料機3臺，HBT 80C-1818Ⅲ混凝土泵3臺，DOKA150F模板1套。設備總投資1583.7萬元。經過1年多的施工，完成建安量為4500萬元，投資利潤率為16.7%，收到了良好的經濟效益。

[1]中石化第十建設有限公司.廣西液化天然氣(LNG)項目接收站工程LNG儲罐外罐建筑工程施工承包招標文件. 2013.

[2]中石化中原石油勘探局勘察設計研究院.16×104m3LNG儲罐外罐施工設備購置可行性研究報告.2013，5.

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1671-0711（2015）10-0060-03

2015-08-26）