LNG儲罐水壓試驗與監測分析

張繼榮

（一鼎項目管理有限公司 陜西西安 710000）

0 引言

液化天然氣接收終站是LNG十分重要的設備，其可對天然氣進行接收、儲存以及傳輸等，是由碼頭、輸送管道、儲罐、氣化設備等所組成的。在接收站各類設備中，LNG儲罐為十分關鍵的儲存設備，LNG儲罐安全性會對LNG的安全接收以及外輸產生較大影響。通過對LNG儲罐進行水壓試驗，可對LNG儲罐質量進行有效檢查，因此，亟需對LNG儲罐水壓試驗要點進行詳細探究。

1 LNG儲罐結構

LNG為液化天然氣，是天然氣在經過壓縮、冷卻至-160℃以下時所形成的，LNG體積壓縮為氣態體積的1/620。對于液化天然氣，需儲存在低溫儲罐中，而對于LNG儲罐，可根據其結構形式不同分為三種類型，包括單容罐、雙容罐以及全容罐，其中，全容罐比較常見，其結構形式如圖1所示。

圖1 LNG儲罐結構

2 LNG儲罐水壓試驗的目的

在LNG儲罐主體結構施工完成后，要求應用無損檢測技術對罐體施工質量進行檢查，在檢查合格后，即可進行罐體防腐施工，最后進行水壓試驗。通過對LNG儲罐進行水壓試驗，能夠對罐底嚴密性、罐壁強度、罐壁嚴密性、基礎沉降量進行觀察分析，進而判斷LNG儲罐施工質量。

3 儲罐水壓試驗參數

楊凌液化天然氣（LNG）應急儲備調峰項目擴能工程5萬m3LNG儲罐水壓方案，儲罐壓力試驗基本參數如表1所示。

表1 儲罐壓力試驗基本參數

4 LNG儲罐水壓試驗

4.1 水壓試驗流程

水壓試驗流程如圖2所示。

圖2 水壓試驗流程

4.2 注水

（1）水壓試驗從罐區北側河里取水，在罐頂設置可拆卸連接處，進水完成后用于連接排水管線。

（2）注水管線選用DN150碳鋼管制作，在取水口位置管道與泵之間用軟管進行連接，泵入口位置設置過濾網，避免河水雜物進入注水管線。罐外管道敷設利用25t吊車配合安裝，管線沿罐外斜梯安裝至罐頂，并固定在斜梯上，然后敷設至拱頂M1物料孔。在混凝土罐頂和頂部M1物料孔之間安裝簡易三角支架作為管道臨時支撐，臨時支撐數量應足夠，強度應符合要求

（3）為防止產生較大震動，罐內排水管線上部與敷設至物料孔的注水管線連接后，應利用臨時盲板固定在M1物料孔上，罐內排水管線下部與潛液泵相連并牢靠的固定在水槽上。

（4）注水管線上罐底部應增加止回閥防止水回流。

（5）注水工藝如圖3所示。

圖3 水壓試驗

（6）在罐內注水管線出口處需增加一段45°斜管，使水流偏向罐中心方向進行注水。同時在出水口設置分流板，減少水對底板的沖擊力。

（7）內罐水位采用固定標示點和卷尺方法測量，即在內罐壁噴涂高度刻度線，用于觀察水位，在直爬梯位置從下往上設置卷尺，可在直爬梯位置讀出水位具體數值。

（8）所有前提條件及準備工作完成后，即可開始進行儲罐水壓試驗。開始向內罐注水時，應定時進行水位監測（每2h測量一次），確定注水速度并進行調整。且水壓試驗期間應確保泵柱管內充水不低于水壓液位，以抵消外界水壓力。

（9）使用2臺160m3/h潛水泵對儲罐進行注水，水壓試驗注排水時間具體詳見附件。

（10）儲罐最大注水流量為160m3/h×2=320m3/h，儲罐液面最大上升速度的為0.15m/h，即注水速率不超過1m/h，符合儲罐對注水速度要求。注水時當液面高度即將達到設計要求的注水高度時，可根據現場實際情況降低注水速度。

（11）注水泵注水期間應避免因河水中的臟物、浮游物或者大顆粒的雜物被吸入等外力影響出現比較大的晃動，而影響泵的注水效果或者造成注水泵損壞。

（12）同時為保障注水效果避免受水位高低影響，注水泵入水深度應不低于1.5m。

（13）注水過程中應對外罐承臺、內罐壁的沉降和內罐壁變形進行觀測。若發現罐體滲漏應馬上放水，使液面比滲漏點低1m，然后進行修補，修補處RT檢測合格后方可繼續向罐內注水。

4.3 排水

（1）排水管線與注水罐外管線共用，通過拱頂上M1物料孔向外排出試驗用水，進水管設置可拆卸連接點，進水完成后，從連接點位置另外連接排水管至場內河道。

（2）根據潛水泵流量，使用兩臺潛水泵配合排水。潛水泵型號：150QWN160-80-90，流量為160m3/h，功率為90kW，揚程為80m。

（3）罐內排水泵在安裝之前應全面進行調試，確保能正常工作，且不得有漏電。

（4）注水時，注水深度達到一定的深度后要對罐內排水泵進行測試，測試排水泵是否能正常工作。

（5）靠近潛水泵的管道上分別安裝兩個止回閥以保證潛水泵的正常工作。

（6）注水水位達到設計要求的注水高度48h后，若未發現任何異常情況方可排水。

4.4 錨固帶焊接

（1）罐內水位達到設計水位（15450mm）高度后，應立即安排多名焊工從多個位置進行點焊，應保障在48h內所有錨固帶均點焊固定完成。

（2）錨固帶最終焊接完成后，應進行外觀檢查及PT檢測。

4.5 儲罐清洗和干燥

（1）隨著罐內水位的降低，使用載人浮船利用高壓水槍（類似洗車用）及掃把，在內罐排水期間進行罐內壁的清洗工作。在內罐里應盡快使罐底干燥，無剩水現象，并進行罐底的清洗工作。排水泵不能覆蓋的地方采用抽水泵（小泵）配合人工方式排水，用小泵抽水經水槽，然后再用排水泵向外排除，最后無法抽取的水用拖布、水桶等工具清理。清洗內罐壁板的同時應做好內罐管線外壁浮銹檢查及清洗工作。

（2）清洗罐用水引自廠區內自來水。

（3）吊頂設置淡水箱，清洗泵從淡水箱取水進行清洗，清洗泵入水口設置過濾網，從吊頂通過透氣孔將水槍放入罐內進行沖洗，清洗泵電源從吊頂電箱位置接入。

（4）內罐壁板焊縫，罐內管道支架、梯子和加強圈應重點仔細噴水處理。

（5）在整個排水過程中均需進行清洗，清洗頻率一般以單圈壁板排水高度為一次。

（6）清洗后應對內罐壁板和內罐底板表面殘留的氯化物進行監測，試驗采用氯化物試紙進行檢測，根據以往項目經驗，內罐其表面的氯化物含量不得大于100mg/m2。內罐壁板每圈壁板高程抽檢測量10個點，內罐底板抽檢檢測8個點。

（7）所有清洗人員應經過安全培訓及技術交底后方可允許上崗，同時為保障作業安全，作業過程中應安排專人進行監護，做好安全監控及通訊保障工作。

（8）為保障清洗效果，應在清洗區域內制作一塊清洗樣板區域，供清洗人員參考。

（9）以上工作完成后，應用拖布將罐體內部剩水清理干凈，無積水遺留為合格。

（10）水壓試驗完成后要再次對內罐底板進行真空盒檢測。

（11）內罐試驗完成對內罐下部壁板和底板進行檢查，對腐蝕嚴重區域進行刷或打磨。

5 LNG儲罐水壓試驗監測要點

（1）注水水位至25%，50%，75%以及100%時分別進行內罐沉降的測量和觀測（25%處高度為3862.5mm，50%處高度為7725mm，75%處高度為11587.5mm，100%處高度為15450mm）。

（2）從開始到水位測試高度的時間段內跟蹤觀看內罐底板沿周，若有水泄漏，須放盡罐內積水，找出泄漏點修補合格后重新注水。

（3）注水過程中觀測內罐壁板有無明顯變形及滲水、漏水現象。發現泄漏時，按照規定進行修補泄漏點，檢查合格后繼續注水。對內罐焊縫的嚴密性及罐體各部位的變形仔細檢查，當注水到設計最高液位并保持48h或者在沉降已經穩定之后，內罐無滲漏、罐體無異常變形為合格。

（4）注水和排水過程中按設計文件要求進行內罐罐體沉降監測，注水前對需進行沉降觀測的位置進行原始數據記錄。因試壓試驗時24h不間斷連續進行，應在試驗過程中對水位以及內罐沉降安排專人進行日常檢測。

（5）預先在TCP壁板上及內罐外壁相對位置設置水平點，位置在1500mm左右高度，共16個點位，分別對應外罐16個沉降觀測點。在儲罐注水觀察期間使用激光筆進行高差測量，讀取內罐沉降數據。

（6）針對內罐罐體變形測量，對罐體的16個方向進行檢測。在注水前、注水過程中、注水后均需測量。外罐沉降觀測由土建單位配合進行檢測。

（7）注水期間儲罐沉降量和變形控制要求如表2所示。

表2 注水期間儲罐沉降量和變形控制要求

6 結語

綜上所述，本文主要對楊凌液化天然氣（LNG）儲罐水壓試驗要點以及監測重點進行了詳細探究。在對LNG儲罐進行水壓時，首先需對罐體進行全面檢查，在保證罐體無損后即可進行充水，并進行水壓試驗，要求在試驗現場安排檢查人員對進水和放水情況進行監控管理，及時發現異常，并采取有效的處理措施，進而準確判斷罐體質量。