薄膜型LNG储罐.docx

456213 71.混 凝 土 外 罐 ； 2.混凝土承台和 拱 顶 ； 3.一 级 波 状 薄 膜 （内 罐 ）；4.绝 缘 吊 顶 ； 5.碳 钢 衬 板 ； 6.外 围 埋 件 ； 7.绝 缘 填 充 层图 1 薄膜型储罐的整体结构 示 意混 凝 土 顶 碳 钢 衬 板 吊 顶一 级 波 状 薄 膜 绝 缘 填 充 层二 级 薄 膜混凝土外罐与承台 图 2 薄膜型储罐罐壁结构示意 薄膜型储罐和常见全包容混凝土顶储罐 的 混 凝 土外罐没有太 大 区 别 ， 它 是 储 存 lng 和 承 担 气 体!章泽华，张奕，艾绍平（ 中国石油唐山液化天然气项目经理部，河北唐山 063000）摘要： 薄膜型的 lng 储罐是一种新型的储罐， 目前国内尚未开始应用。 薄膜型储罐与常见的 9%镍钢储罐在设计上的主要不同点在于将储罐结构、 绝缘和气密性作用明确分离， 使得每个部分得以优化， 且可有效避免事故的发生。 文章介绍了薄膜型储罐的发展及应用现状、 结构及设计理念、膜型储罐和 9%镍钢全包容储罐的结构和建设工时对比、 薄膜型储罐的优点等。薄关键词 ： lng 储罐； 薄膜型； 9%镍钢； 结构；doi:10.3969/j.issn.1001-2206.2013.03.001对比引言随着我国对天然气 需求的不断增加 ，薄膜型储罐介绍薄膜型储罐的结构薄膜型储罐结构示意见图 1、022.1lng 接收站建设发展很快 ， 在建和已投入运营的 lng接收站逐渐增多 。 lng 储 罐 是 接 收 站 的 重 要 设 备 ， 用 于 储 存 从 lng 船 接 卸 的 lng ， 因 此 lng储罐的建造是接收站建设的 重 要 工 程 。 常 见 的图 2。lng 储罐一般由混凝土外罐 、绝 缘 填 充 层（ 包括 衬 板 、 膨 胀 珍 珠 岩 、 弹 性 棉 毡 等 ） 和 9% 镍钢 内 罐 组 成1-3 ， 而新型的薄膜型储罐 除 混 凝 土 外 罐 相 同 外 ， 绝 缘 填 充 层 、 罐 底和内罐结构与以前 的 lng 储 罐 完 全 不 同 。 到 目 前 为 止 ，国 内 尚 未开始应用薄膜型储罐 ，用 。而 在 国外则已投入了使 1薄膜型储罐的发展及应用 现 状自 1996 年始就有研究机构对薄膜 型 和 9% 镍钢储罐进行了性能测试 ， 作出了质量风险评价 。到2006 年 ， 一些欧洲标准确认了薄膜型储罐和 9%镍钢储罐具有相 同 的 安 全 等 级 4-5 ， 薄膜型储罐逐渐 成为了认证且批准的技术 。 截至目前 ，全球已有近百 座 薄 膜 型 储 罐 建 成 ，罐 容 为 8 000 m3 到 2 万 m3。韩国天然气公司 （kogas） 的 10 座 10 万 m3 薄 膜型储罐自使用以来未出现任何问题 ；法国天然气苏伊 士 集 团（gdf suez） 的 2 座 1.2 万 m3 薄 膜 型 储罐未进行任何维护仍处于正常运行状态 ； 东京煤气公 司 的 2 座 1.2 万 m3 薄 膜型储罐未出现任何问题 ，目前也在正常运行 。!薄膜型 lng 储罐小 波 纹结 点 （ 大 小 波 纹 交 叉 处 ）大 波 纹三 角 板 1长 方 板21.三 角 板 区 ； 2.长 方 板 区图 4内罐罐底结构俯视图 9%镍钢全包容储罐 薄 膜 型 储 罐填 充 层混 凝 土 拱 顶3 m1.5 m9%镍 钢 板1 m 0.4 m0.6 m 0.4 m防 潮 层 防 潮 层图 5 薄膜型储罐和常见的 9%镍 钢全包容储罐对比示意 22013 年 6 月压力载荷的支撑结构 ，壁和混凝土承台组成 。系由混凝土拱顶 、混凝土罐所有管道和仪表从罐顶连接 ，所以一级薄膜不外罐的内壁为 56 边形。会被穿透 ， 保证了其完整性 。 管道锚固在罐顶且只延伸至罐底部分 。在混凝土罐内罐壁和承台上表面有一层防潮 一级波状薄膜在气相和液相中均可伸缩 ， 它并不是系统的结构部件 ，其 结 构 见 图 3。薄 膜 呈 正 交波纹状 ， 类似于自由伸缩的波纹管 。二级薄膜为非层，防止混凝土及外界的液体或水蒸气渗透到绝缘波纹状 ， 可储存二级液体 ， 主要用于一级薄膜泄漏时的设防 。填充层内 ， 从而影响整个结构的使用寿命 。整个薄膜储罐配备了监测系统 ， 可永久控制储 罐的运行 。2.2薄膜型储罐的设计理念薄膜型储罐的设计理念是将结构 、 绝缘和气密性作用明确分离 ， 使得每个部分得以优化 ， 有效避免事故的发生 。并且这样一种设计也使得焊接应力趋于零 ， 薄膜材料不会出现裂纹扩展 ， 即使在循环加载的情况下也不会出现裂纹扩展 。3薄膜型储罐和 9%镍钢全包容 储罐的对比图 3一级波状薄膜结构 薄膜型储罐内罐罐底俯 视 图 见 图 4，它 由 三 角3.1结构对比薄膜技术的设计理念是将各个功能部分分隔开板区薄膜块和长方板区薄膜块拼装而成 。 一级波状薄膜是由这些薄膜块通过埋件焊接在绝缘层上 ， 且来 ，这也是和常见的 9%镍 钢 技 术 不 同 之 处 。薄 膜相互搭接而成的 。罐壁的上端 。薄膜的顶端通过外围埋件锚固在型储罐和 9%镍钢全包容储罐的对比见图 5。在拱顶下面是一层碳钢衬板 ，罐壁上端的抗压（1） 对于薄膜型储罐一般按照蒸发率为 0.05%环和一级薄膜紧密焊接以确保罐内的气密性良好 。在混凝土罐壁和一级薄膜 （内罐） 之间是绝缘计 算 ，绝缘填充层的厚度小于 0.4 m；在 相 同 的 条件 下 ， 由于技术与安装的限制 ， 常 见 的 9%镍 钢 全包容储罐的绝缘层厚度一般为 1 m 左右。填充层 ， 以支撑处于环境温度下的外罐结构 。绝缘填充层承载了罐内 lng 从 薄 膜 传 至 外 罐 的 载 荷 ，（2） 对 于 9%镍 钢 全 包 容 储 罐 ，罐 底 采 用 的 是它的厚度取决于日蒸发率 。固， 始终处于氮气环境下 ， 填充层是一个独立的空间 ， 气密完整性 。填充层由内向外层层紧且对其进行监测 。 绝缘 氮气监测确保了罐内的泡沫玻璃砖以起到保冷作用 ， 需敷设两层 ， 其厚度达 到 0.6 m 左 右 ； 而 对 于 薄 膜 型 储 罐 ， 其 罐 底 和 罐 壁结构相同 ， 其厚度仍然小于 0.4 m。（3） 对 于 9%镍 钢 全 包 容 储 罐 ，从 铝 吊 顶 到 抗绝 缘 吊 顶 和拱顶之间形成了一定的绝缘空间 ，压环之间的距离一般为 3 m 左右，需 1.5 m。而薄膜 型 储 罐 仅使得温度处于可承受的范围内 。绝缘吊顶是由玻璃纤维和玻璃纤维毛毡覆盖的铝板组成 ，要屏障 ， 其厚度也取决于日蒸发率 。是罐顶的主薄膜型储罐的内罐（即波状薄膜） 为1.2 mm（4）厚 的 不 锈 钢 ，而 9%镍钢全包容储罐 ，在 内 罐 下 端章 泽 华 等 ： 薄 膜 型 lng 储 罐第 39 卷 第 3 期3转 角 处 9%镍钢的厚度就达到了 40 mm，罐厚度上薄膜型储罐也更优 。可 见 在 内来对内罐的整体性和气密性进行永久监测 。（7） 薄膜型储罐的静 水 压 力 测 试 和 9%镍 钢 全薄膜型储罐的绝缘填充层始终处于氮气环容储罐不同 ，它要在安装薄膜和绝缘填充层之前进（5）境中， 而不是天然气或其他气体 。行， 可利用海水进行静水压力测试 ，他具体措施 。而无需采取其3.2建设工时对比以 建 设 1.6 万 m3 lng 储 罐 为 例 ，对 薄 膜 型 储（8） 与 9%镍 钢 全 包 容 储 罐 相 比 ，薄 膜 可 快 速罐 和 9%镍钢全包容储罐的建设工时进 行 对 比 （不包括管理和质量控制 ）， 见表 1。表 1 薄 膜 型 储 罐 和 9%镍钢全包 容储罐的建设工时对比/h冷却并且更易拆卸空气）。（膨胀珍珠岩环形空间需要释放在混凝土外罐尺寸相同情况下 ， 薄膜型储（9）罐 比 9%镍钢全包容储罐容积大 10%，构的优化和薄膜内罐体系的厚度 。这 得 益 于 结（10） 与 9% 镍钢全包容储罐相比 ，薄 膜 型 储罐 中 镍的含量少得多 。例 如 16 万 m3 储 罐 ，若 为9%镍钢全包容储罐 ， 需要至少 3 000 t 9%镍 钢 ，薄膜型储罐只需 250 t 不锈钢 。而（11） 薄膜型储罐是基于预制的高比率设计的 ，可进行全程质量控制 。 且 9%镍 钢 全 包 容 储 罐 内 罐 建设所需工时是相同容积薄膜型储罐的 2 倍。（12） 薄 膜 型 储 罐 比 9% 镍钢全包容储罐的安 装更简单 ， 即便对于没有施工经验的施工人员 ， 只要经过课程培训 （主要是粘接和焊接 ） 就可以进行 操作， 无需调派专业施工人员 。（13） 薄 膜 型 储 罐 与 9% 镍钢全包容储罐相比 从 上 表 可 以 看 出 ， 薄膜型储罐的建设工期比 9%镍钢全包容储罐节省了 2 850 h，薄 膜 型 储 罐 主要节省了罐壁罐底衬板的敷设时间以及建设内罐和热角保护的时间 。工时。薄膜型储罐可以节 省 约 23% 的可 减 少 10% 35% 的 投 资 ，并且建设周期短 ， 仅1.6 万 m3 的储罐就可节省约 4 个月的工期 。更 重 要薄膜型储罐的优点的 是 ， 在 地 震 频 发 区 ， 需 要 把 9%镍 钢 全 包 容 储 罐内罐锚固在基础上 ， 而薄膜型储罐内罐不用锚固 。（14） 薄 膜 型 储 罐 与 9% 镍钢全包容储罐相比 更加环保 。参考文献 ：1 杜 光 能 . lng 终端接收站工艺 及 设 备 j. 天 然 气 工 业 ，1999，19（5）：82-86.2 袁 中 立 , 闫 伦 江 . lng 低 温 储 罐的设计及建造技术 j. 石 油 工 程 建 设 ，2007，33（5）：19-22.3 黄 淑 女 , 王 作 乾 . 我 国 第 一 座 16 万 m3 全 容 lng 储 罐 j. 石 油 工 程 建 设 ，2009，35（4）：15-17.4 en 1473-2007, 液化天然气设备与安装 岸上设施的设计s. 5 en 14620-2006, 低温工作条件下立式平底圆筒型储罐s.4薄膜型储罐保证了储罐结构和气密结构的（1）独立性 ， 可进行混凝土结构的液压和气动试验 、 热角保护的完整性检测以及内罐完整性检测 。（2） 由于要承载绝缘体 ， 因此，如果在同一地址 建 设 9%镍钢全包容储罐和薄膜型储罐 ，那 么 后者的混凝土外壁就要比前者的混凝土外壁坚固 。（3） 薄膜只是作为储存液体的容器 ，无论储罐的容积有多大 ， 薄膜块的结构设计都是相同的 。薄膜型储罐没有容积的理论极限，25 万m3（4）甚至 32 万 m3 的储罐都是可以考虑的 。而对 设 计 的限制就只涉及到混凝土外罐和土建部分 。（5） 基于薄膜概念的设计 ，一级薄膜在循环加作 者 简 介 ： 章 泽 华（1962-）， 男 ， 贵 州 大 方 人 ，高 级 工 程载的情况下具有无裂纹扩展的特性 ， 从而防止了泄师 ， 1983 年 毕 业 于 西 南 石 油 学 院 油 气 储 运 工 程 专 业 ，事 国 内 外 油 气 储 运 工 程 技 术 及 项 目 管 理 工 作 。收 稿 日 期 ： 2012-06-28现 从漏扩大 。 此外， 焊接处应力接近于零 ，展的可能性极小 。所以裂纹扩监控系统可通过对绝缘填充层气体的分析（6）结 构9%镍钢全包容储罐 薄 膜 型 储 罐混 凝 土 外 罐衬 板 （罐 壁 和 罐 底 ）防 潮 层 （罐 壁 和 罐 底 ）拱 顶 吊 顶内 部 管 道内 罐 + 热 角 保 护 罐 外 机 械 设 备 其 他4 0001 500无1 0007002503 2003001 5004 000无2501 0007002501 6003001 500总 工 期12 4509 600petroleum engineering construction overview （1） membrane-type storage tank: a new type of lng tankzhang ze-hua（tangshan lng project department of petrochina company ltd., tangshan 063000, chi-na）, zhang yi, ai shao-pingabstract： membrane-type storage tank, as a new type of lng tank, has not been applied in china yet. the major difference of membrane-type tank from common 9%ni steel tank in design is that the tank struc- ture, insulation and air-tight functions are definitely separated and optimized to avoid multiple accidents. this paper introduces the development and application status of membrane-type storage tank, its structure and de- sign concept, the contrasts between membrane -type tank and 9% ni steel all -encompassing tank in structureand construction period， as well as advantages of membrane-type tank.keywords: membrane-type lng storage tank; 9%ni steel lng storage tank; contrast; advantage（4） current development status of long-distance pipeline inspection technologyliu xin （east china pipeline design and research institute of sinopec pipeline storage and trans-portation company, xuzhou 221008, china）, liu hong-weiabstract ： leakage occurrence or tendency of long -distance pipelines during their service lives is inevitable due to the actions of various interferences. in order to reduce the negative influence of leakages on production and environment, enhancing pipeline inspection is a necessary means. in this paper, the principle and current status of long-distance pipeline inspection technology at home and abroad is presented. the main internal inspection technology for long-distance pipelines includes magnetic flux leakage technique, ultrasonic technique and combined technique, and the main external inspection technology includes radiographic technique, audio technique, liquid concentration technique and optical fiber technique.keywords: long-distance pipeline; oil leakage; inspection technology; current status research & discussion （7） seismic base-isolated mathematical model and time history dynamic analysis for full-contain-ment lng storage tankli jin-guang （china huanqiu contracting & engineering co., beijing 100029， china）abstract： based on the seismic base -isolated mathematical model of steel tank for liquid storage, this paper builds a base-isolated lumped mass mathematical model for full-containment lng storage tank， which concerns the rotational stiffness of the foundation system in the model. a time history dynamic analysis is per-formed for the 160 000 m3 lng tank in tangshan lng receiving terminal. the results indicate that if the rota- tional s