LNG低溫儲罐罐壁保冷施工技術研究

胡秀娟

（查特深冷工程系統（常州）有限公司，江蘇常州 213000）

LNG 指液化天然氣（Liquefied Natural Gas），是將天然氣凈化后，放置在-162℃的環境下形成液態，具有無色、無味、無毒的特點，是一種清潔環保的能源。而在對液化天然氣進行保存的過程中，保冷技術非常關鍵，因為一旦溫度超過一定標準，液化天然氣的存儲會受到影響。而在保冷施工中，低溫儲罐的罐壁保冷非常關鍵，需要得到足夠的重視。

1 LNG低溫儲罐罐壁保冷概況

LNG 低溫儲罐中存儲的是LNG 飽和液體，罐內溫度維持在-160～-163℃，要求罐體必須具備極強的隔熱性能，因為一旦罐體內部和外部環境實現熱交換，就會導致內部存儲的LNG 蒸發為閃蒸氣，影響其正常使用的同時，也會導致儲罐內部的壓力較大氣壓更高，在閃蒸氣無法及時排出的情況下，儲罐內部的壓力可能會越來越大，影響其使用的安全性。在當前的技術條件下，大型LNG 低溫儲罐內罐和外罐的間距為1m，保冷結構一般會在內罐壁外側，使用彈性氈包裹，厚度在300mm，層數為四層，使用珍珠巖來對剩余空間進行完全填充，從避免珍珠巖磨損彈性氈的角度，需要在兩者之間設置相應的玻璃纖維布。對于工程技術人員而言，在針對LNG低溫儲罐罐壁進行保冷施工時，需要依照規范化的施工流程進行操作，具體來講，包括：確定保溫釘的具體位置并做好標識→保溫釘安裝→分層安裝彈性氈→安裝玻璃纖維布→珍珠巖填充→珍珠巖振搗[1]。

2 LNG低溫儲罐罐壁保冷施工技術

2.1 做好工裝設計

一是應該對內外罐之間的環形空間進行勘察，看吊籃施工是否可行；二是應該做好對于振搗機構的深入細致研究，判斷其是否能夠滿足珍珠巖振搗作業的需求；三是應該對振搗設備的配線進行分析，保證配線設計的合理性和安全性；四是分析如果吊籃機構和振搗機構同時作業，是否能夠滿足工程施工要求。

2.2 優化施工方案

一是應該優化相應的施工信息，如保溫釘安裝信息、彈性氈安裝信息等，二是應該優化相應的施工方案，主要是珍珠巖的填充與振搗，三是應該把握好LNG 低溫儲罐保冷施工的工序和方法，優化整體施工方案，確保工程施工的順利進行。

2.3 實驗槽制作

為了能夠保證施工安全，減少不必要的損失，在實驗槽中對罐壁保冷施工技術的應用進行研究。大型LNG 低溫儲罐內罐和外罐的間距為1m，因此選擇長寬高為5m×1m×4m 的鋼槽，對施工的關鍵環節進行模擬[2]。

2.4 保溫棉施工

在針對保溫棉進行施工的過程中，一是應該對照已經施工完成的同類型工程項，確定好彈性氈的厚度，這里為300mm，分為四層鋪設，每一層的厚度是75mm；二是需要確定保溫釘的具體位置并做好標識。在完成罐壁保冷施工準備工作后，需要依照設計施工圖紙的要求，使用白色粉筆，在內罐外壁標出保溫釘安裝的具體位置（圖1），然后將其擦洗干凈，必要時做好打磨，確保表面清潔，沒有灰塵、油污和水銹的存在，如果存在油污，需要使用相應的溶劑進行清除；三是彈性氈的安裝。在對彈性氈進行安裝前，應該將相鄰兩層階梯錯縫，錯縫的寬度為300mm，同一層的彈性氈采用對接安裝的方式，確保彈性氈塊連接的緊密型，對接位置不能存在孔隙[3]，層間接縫錯開的距離應該超過100mm，玻璃布的一端與彈性氈對接縫應該錯開150mm 以上，玻璃布之間的搭接寬度不小于150mm。在玻璃布搭接位置，需要用膠黏牢，這樣可以避免膨脹后的珍珠巖進入到彈性氈內部。如果在內罐中存在有凹凸不平的區域，導致彈性氈在鋪設過程中存在縫隙，則可以使用小塊的彈性氈進行填充，安裝環節，需要將內部的彈性氈適當進行環向壓縮，這樣能夠盡可能地縮小外層彈性氈的縱向縫；四是在最外層彈性氈表面，使用玻璃布進行環向覆蓋，要求兩條相鄰玻璃布搭接的寬度為50mm，每完成一條玻璃布的搭接，都需要使用寬度為75mm 的鋁膜膠帶，按照自上而下的順序進行密封粘貼，確保不會出現脫落的問題，相關工作可以借助吊籃完成，在施工過程中必須設置好相應的安全防護措施來保證施工人員的人身安全。利用吊籃的快速移動。施工人員需要盡快將彈性氈安裝在保溫釘上，確保彈性氈能夠緊密貼合罐壁，需要注意的是，吊籃移動和彈性氈安裝過程中應該避開保溫釘，以免劃傷[4]；五是在完成玻璃布的鋪設后，還需要在其外側設置一層扁鋼帶，對彈性氈進行固定，外側則使用螺帽來將扁鋼固定在保溫釘上。

圖1 實驗槽保溫釘布設

2.5 珍珠巖施工

一方面，應該做好珍珠巖的填充工作。依照相應的技術資料和施工經驗，在LNG 低溫儲罐罐壁保冷施工的過程中，確定珍珠巖的最終填充高度為3.25m，考慮實驗槽的實際情況，選擇了人工填充作業，配合專業的振搗器設備對填充后的珍珠巖進行振搗，并且對珍珠巖在振搗后的沉降高度進行測算。另一方面，應該做好珍珠巖的振搗工作。當珍珠巖填充達到設計高度之后，需要做好相應的振搗工作。在實際操作中，設置電動葫蘆，將振搗設備懸掛在電動葫蘆上，確保振搗設備能夠在一定區域范圍內實現水平運動，借助電動葫蘆纜繩，工作人員還可以控制振搗設備在處置方向自由移動[5]。在電動葫蘆下方，需要懸掛相應的振搗板，結合模擬實驗的具體情況，振搗板的規格為1.5m×1.8m，厚度為6mm。振動器的振動電機設置在振搗板的中間位置，而上方兩個角均設置有限位膠輪，可以有效避免振搗過程中碰觸彈性氈的情況。施工作業人員通過控制電動葫蘆的方式，確保振搗設備能夠切實深入到珍珠巖內，啟動振搗器來對珍珠巖進行振搗作業。在進行振搗的過程中，需要將施工人員分為兩組，每組至少兩人，一組站在實驗槽的邊緣位置，操控振搗裝置起降設備的按鈕，根據實際情況來對振搗板的高度進行調節，同時也需要關注下方作業人員的安全[6]；另外一組施工人員停在吊籃內，主要工作是對珍珠巖進行振搗，其中一名工作人員對吊籃的上升和下降進行控制，使得吊籃能夠處于最佳的施工位置，為振搗作業提供便利，另一名施工人員則負責控制振搗按鈕，確保振動作業的順利實施。

另外，在珍珠巖施振搗的過程中，需要做好相關數據信息的收集工作，確保振搗后的高度下降在15%～27%，可以采用等效測量的方法來對沉降數值進行確定：如果振搗后珍珠巖的高度較振搗前降低了0.53～0.94m，則可以滿足施工要求。而經過相應的實驗測算，在振搗2h 后，珍珠巖的高度從原本的3.25m 下降到了2.71m，沉降率為16.62%，能夠滿足振搗要求。珍珠巖振搗沉降數據的相關記錄如表1所示。

表1 珍珠巖振搗沉降數據表

2.6 施工關鍵點

在對彈性氈進行施工的過程中，施工人員需要對內罐外壁表面進行全面檢查，看其是否存在灰塵、油污和水跡，對其進行全面清理，保持表面整潔干燥[7]。應該對保溫釘黏結強度進行檢查，確保其能夠滿足設計方案的要求，如果保溫釘本身缺乏牢固性，則后續彈性氈的安裝施工也會受到很大影響，同時需要確定保溫釘黏結的密度，確保其數量充足，分布均勻。在彈性氈安裝過程中，必須做好對接緊密性的檢查工作，確保層間接縫的錯開距離滿足相關技術規范的要求。另外，也應該對彈性氈表面的平整度進行檢查，對于不平整的地方，需要分析原因，采取有效的措施進行處理。應該做好玻璃布和彈性氈接縫錯開距離的細致檢查，確保玻璃布搭接的寬度滿足設計方案和施工標準的要求，如果存在相應的施工質量問題，則應該要求施工人員及時進行處理，確認合格后，才能繼續進行后續的施工作業。

在對珍珠巖進行填充和振搗的過程中，施工人員需要保證珍珠巖填充高度合理，并且對振搗的數據進行收集和整理，繪制出相應的表格，使得數據信息變得更加直觀。振搗環節，必須確保振搗設備組裝和運行的安全性，做好必要的安全防護工作，這樣才能切實保障施工的質量和安全，同時也需要做好珍珠巖振搗環節沉降數據的記錄工作，為后續的質量檢測提供參考依據[8]。

3 結論

1）LNG 低溫儲罐罐壁保冷施工技術的核心體現在三個環節，分別是保溫釘安裝、保溫棉安裝和珍珠巖填充，通過相應的模擬實驗，確定了相應的工裝設備和施工方案；

2）借助相應的珍珠巖振搗實驗數據分析，可以明確，當振搗時間逐漸延長時，珍珠巖從一開始的快速沉降逐漸變成緩慢沉降，累計振搗時間達到200min 后，沉降率可以達到16%，能夠滿足相應的沉降要求；

3）通過相關實驗，可以幫助技術人員掌握LNG 低溫儲罐罐壁保冷施工技術的要點以及需要注意的問題，完善和優化施工方案，確保實際施工的順利進行。