LNG厂站工程中围堰区的优化设置培训

LNG厂站工程中围堰区的优化设置培训CONTENTS目录01LNG厂站工程与围堰区概述02围堰区的参数体系与规范要求03常规围堰区设计与现存问题04围堰区优化设计方法与创新技术CONTENTS目录05工程计算实例与方案验证06围堰区施工技术与质量控制07围堰区安全管理与维护08优化设计的工程价值与未来趋势01LNG厂站工程与围堰区概述LNG厂站工程的重要性与安全挑战01LNG厂站工程的能源战略地位LNG厂站工程是天然气产业链的关键环节，在能源结构转型中承担着清洁能源供应保障的重要角色，对优化能源布局、提升能源安全具有不可替代的作用。02LNG储罐的核心风险源特性LNG储罐作为厂站最主要的危险设施，在事故状态下可能发生破裂导致LNG泄漏蔓延，其低温特性和潜在的燃爆风险对周边环境和人员安全构成严重威胁。03围堰区的安全防护关键作用围堰区作为储罐的安全围护设施，通过钢筋砼围护墙围合，能有效防止LNG泄漏扩散，是保障储罐自身安全及控制厂站危害范围的核心屏障，尤其对于总储量大于2000m³的厂站需特殊设置。04安全与经济的核心矛盾围堰区设置存在矛盾：增大区域面积可提升防泄漏安全性，但会导致厂站占地增加、安评环评基数变大，对站址选择、造价及工期控制产生不利影响，需通过优化设计平衡这一矛盾。围堰区的定义与核心防护作用

围堰区的定义在LNG厂站工程中，为防止LNG储罐事故状态下泄漏蔓延，按规范要求设置的钢筋砼围护墙（围堰）所围合的区域，本文重点探讨储罐总储量大于2000m³时的特殊设置围堰区。

围堰区的核心防护作用核心作用是围封防护，防止LNG泄漏溢出，是储罐安全围护的关键设施，同时为储罐施工提供保护和支撑，保障施工作业安全进行。

围堰区的废气处理辅助功能通过围堰及围墙设置，可对储罐和管道可能产生的废气进行控制，避免废气逸散，降低安全风险，辅助环保处理。围堰区设置的必要性与适用范围

围堰区设置的核心必要性在LNG厂站工程中，LNG储罐是最主要的危险设施，事故状态下可能发生破裂。围堰区作为由钢筋砼围护墙围合的安全区域，其核心作用是防止LNG泄漏蔓延，是保障厂站安全的关键防护设施。

围堰区的适用范围界定本文重点探讨的围堰区设置适用于储罐总储量大于2000m³的LNG厂站工程。对于此类规模的厂站，围堰区的设置需满足更为特殊和严格的要求，以应对更大的潜在风险。

不同储罐类型的围堰区设置差异LNG储罐按结构形式分为单容罐、双容罐和全容罐。其中，双容罐和全容罐的围堰与罐体相连设置，无需形成独立围堰区；而单容罐的围堰需脱离罐体独立设置，从而形成本文所论述的围堰区。02围堰区的参数体系与规范要求围堰区核心参数解析常用核心参数定义

围堰扩距：围堰内堤脚到储罐外壁的距离，单位为m；围堰区域面积：围堰所围合的区域占地面积，单位为m²；围堰区有效容积：围堰区域面积与围堰计算高度的乘积，单位为m³，其中围堰计算高度等于围堰内高度(从围堰区内地面算起)。参数间关联制约关系

在围堰高度一定时，围堰扩距是最基本参数，扩距越大，围堰区域面积越大，进而围堰区有效容积越大，三者互相关联制约。参数对工程的关键影响

参数设置直接影响厂站占地面积、防火间距控制及安全评价、环境影响评价结果，扩距和面积过大会增加占地及安评环评风险，过小则可能影响安全围护效果。参数间的关联制约关系核心参数联动机制围堰扩距、区域面积、有效容积三个参数相互关联制约。在围堰高度一定时，围堰扩距越大，围堰区域面积越大，进而围堰区有效容积也随之增大，形成正向联动关系。围堰扩距的基础决定性围堰扩距是最基本的参数，直接影响其他参数。例如当围堰高度固定为2m时，扩距从20m增加到25m，圆形围堰区域面积将从(20+罐半径)²×π增大至(25+罐半径)²×π，导致有效容积显著提升。工程矛盾的集中体现为防止LNG泄漏溢出需增大围堰区域面积，但这会导致厂站占地面积增加，同时使安评和环评中以面积或容积为基数的危害程度评估值上升，对站址选择、造价及工期控制产生不利影响，形成安全与经济的核心矛盾。GB50183与GB50351规范要点单击此处添加正文

GB50183《石油天然气工程设计防火规范》核心要求明确LNG储罐按结构形式分为单容罐、双容罐和全容罐。其中单容罐的围堰需独立设置形成围堰区，双容罐和全容罐的围堰与罐体相连，无需单独形成围堰区。GB50351《储罐区防火堤设计规范》关键参数规定围堰区有效容积不小于最大单罐罐容，并为工艺管道及设备安装留有合适空间。当储罐操作压力≤100kPa且采取防低温或火灾影响措施时，需满足公式L+h=y+x（L为围堰扩距，h为围堰内高度，y为储罐最高液位，x为储罐气相空间压力的当量压头）。规范对储罐总储量的特殊要求针对储罐总储量大于2000m³的LNG厂站工程，规范要求特殊设置围堰区，需综合考虑防火间距、安全评价和环境影响评价对围堰区参数的制约。操作压力分界下的设置差异当操作压力＞100kPa时，围堰区仅需满足有效容积的基本要求；当操作压力≤100kPa时，除基本要求外，还需同时满足特殊要求的公式计算条件。单容罐与特殊工况的设计分界储罐类型与围堰区设置差异LNG储罐按结构分为单容罐、双容罐和全容罐。双容罐和全容罐的围堰与罐体相连，无需独立形成围堰区；单容罐的围堰需脱离罐体独立设置，形成专门的围堰区。操作压力的分界标准以100kPa操作压力为分界值：当操作压力大于100kPa时（如子母罐），围堰区仅需满足有效容积不小于最大单罐罐容的基本要求；当操作压力小于或等于100kPa时，需同时满足基本要求和特殊公式L+h=y+x的限制。特殊工况的附加要求操作压力≤100kPa且围堰区采取防低温或火灾影响措施时，需满足公式L+h=y+x（L为围堰扩距，h为围堰内高度，y为储罐最高液位，x为气相空间压力当量压头），确保泄漏控制的安全性。03常规围堰区设计与现存问题圆形与矩形围堰区的特性对比

圆形围堰区的特性圆形围堰区为储罐外壁的同心圆，其围堰扩距保持不变。以某5000m³单容罐为例，常规圆形围堰扩距为20.5m，所形成的围堰区域面积为5166m²。但圆形钢筋砼围堰在实际工程中较难施工，且不具备做特殊优化处理的可能性，工程中不常采用。

矩形围堰区的特性矩形围堰区是将常规圆形围堰边界作为基准线，以矩形平面将其全部包含于内形成的。其特性是围堰扩距为变值，且L≥常规圆形围堰扩距（如20.5m）。矩形围堰区在工程中相对易于施工，且具备进行特殊优化处理的可能性。

两种形状围堰区的适用性分析圆形围堰区虽在扩距一致性上有特点，但施工难度大、优化潜力低；矩形围堰区虽在同等条件下面积可能略大（如常规小矩形围堰区面积约6130m²），但因施工便利性和可优化性，在LNG厂站工程中更具实际应用价值。大围堰区与小围堰区的选型分析大围堰区的定义与特性大围堰区指两个储罐间距d1≥1.5倍储罐直径时设置的围堰区。其特性是喷淋水量仅计入一个罐，可减小消防水系统规模，但占地面积较大。小围堰区的定义与特性小围堰区指两个储罐间距d1<1.5倍储罐直径时设置的围堰区。其特性是喷淋水量需考虑相邻储罐，会增大消防水池及设施容量，但能显著减小围堰区面积。选型对比与工程应用建议大围堰区因占地大导致安评环评难度增加、造价上升，工程中较少采用；小围堰区虽消防设施投入增加，但能有效节约用地、优化总图布局，在储罐总储量大于2000m³的LNG厂站工程中更具应用优势，如某5000m³单容罐工程选择小围堰区减少占地。常规设计的占地面积与安全矛盾

01安全需求与占地面积的冲突为防止LNG泄漏溢出，常规设计需加大围堰区域面积以提升安全围护能力，但会导致厂站占地面积增大，对站址选择、工程造价及工期控制产生不利影响。

02常规矩形围堰区的面积问题以2台5000m³单容罐为例，常规小围堰区扩距20.5m、高度2m时，围堰区面积达6130m²，远超有效容积所需基数，造成土地资源浪费。

03安评与环评的连锁影响围堰区面积增大会使安评、环评中危害程度评估基数上升，增加站外环境风险评价压力，可能导致站址选择受限及工程审批周期延长。

04常规设计的优化空间常规圆形围堰因施工难度大未被广泛采用，矩形围堰扩距为变值（L≥20.5m），其固定参数设置模式存在优化潜力，可通过创新设计平衡安全与经济性。04围堰区优化设计方法与创新技术竖向起拱技术的原理与应用

竖向起拱技术的基本原理通过调整围堰局部高度，在满足L+h=y+x规范公式（L为扩距，h为高度，y为最高液位，x为当量压头）的前提下，实现非等高度设计，平衡安全与用地需求。

技术核心参数与控制要点以某5000m³单容罐工程为例，在保持L+h=22.5m定值基础上，将常规2m均高围堰优化为局部起拱至3.5m，对应区域扩距缩减至19m，实现面积节省。

工程应用场景与优势适用于矩形围堰区长边或转角处，通过有限元分析验证结构稳定性，较常规设计减少占地面积15%-20%，同时满足GB50183-2023对防低温措施的要求。

施工工艺与质量控制采用分段浇筑模板体系，起拱段坡度控制≤1:3，混凝土抗裂等级≥P8，预埋温度应力监测传感器，确保施工后变形量≤5mm/m。下沉式围堰的设计要点下沉深度的确定原则下沉深度需结合储罐最高液位、气相空间压力当量压头及围堰内高度综合计算，满足公式L+h=y+x（L为围堰扩距，h为围堰内高度，y为储罐最高液位，x为当量压头），通过降低围堰区地面标高减少水平扩距需求。结构稳定性保障措施采用钢筋混凝土整体浇筑结构，围堰壁厚度不小于0.3m，设置防滑坡垫层及防渗膜，对地基进行压实处理（压实系数≥0.93），确保下沉区域抗浮稳定性满足规范要求。排水与防渗漏系统设计设置坡度不小于2%的排水坡，配备集水坑及潜水泵（排水能力≥50m³/h），围堰内侧敷设HDPE防渗膜（厚度≥1.5mm），接缝处采用热熔焊接并进行气压检测，确保无渗漏。与常规围堰的对比优势在某5000m³单容罐工程中，采用下沉式设计使围堰区面积从常规矩形6130m²缩减至4200m²，减少占地约31%，同时降低安评环评基数，缩短施工周期15%。切角优化技术与边界处理切角优化技术的定义与原理切角优化技术是指在常规矩形围堰区的基础上，对矩形直角进行切割处理，形成多边形边界的优化方法。其核心原理是在满足规范要求（如L+h=y+x）的前提下，通过减少非必要区域面积，实现围堰区占地面积的缩减。切角优化的实施要点实施切角优化时，需以常规圆形围堰边界为基准，对矩形围堰的四角进行对称切割，确保切割后的边界仍能完全包含圆形基准线。切割角度和尺寸需通过几何计算确定，既要保证围堰扩距最小值不低于规范要求，又要最大化面积削减效果。边界处理的关键技术边界处理需采用钢筋混凝土整体浇筑工艺，确保切角部位结构强度与原围堰一致。同时，需对切角后的围堰内侧进行平滑过渡处理，避免锐角对LNG泄漏流场产生不利影响，并便于后期维护检修。工程应用效果分析以5000m³单容罐常规矩形围堰区为例，采用切角优化技术后，围堰区面积可从6130m²缩减至约5500m²，减少约10%的占地面积，同时满足防火间距、安评环评要求，显著降低工程投资和土地资源消耗。参数联动优化策略

扩距与高度动态平衡基于公式L+h=y+x（L为围堰扩距，h为围堰内高度，y为储罐最高液位，x为气相空间压力当量压头），在满足安全限值22.5m的前提下，通过提高h值（如从2m增至3m）可减小L值，实现面积压缩。

平面形状优化采用矩形切角设计替代常规圆形或全矩形布局，在案例工程中使围堰区域面积从6130m²降至5166m²，同时满足防火间距与有效容积要求。

储罐间距协同控制对双罐布置采用小围堰区方案（储罐间距d1<1.5倍罐径），虽需增加消防水系统容量，但可减少占地面积约30%，适用于总储量大于2000m³的厂站。

竖向空间利用技术引入围堰竖向起拱或局部下沉设计，在保持有效容积5000m³不变的情况下，降低地表以上高度，减少对周边环境的视觉影响及安评环评基数。05工程计算实例与方案验证5000m³储罐围堰区基础参数设定储罐核心参数单罐罐容5000m³，操作压力15kPa，储罐外径22.3m，设计液位16m，LNG密度约430kg/m³。最高液位(y)计算由设计液位16m与承台高度3m（实践经验值）相加得出，y=16m+3m=19m。当量压头(x)计算根据操作压力15kPa和LNG密度430kg/m³计算，x=15000Pa/(430kg/m³×9.8m/s²)≈3.5m。围堰区特殊要求参数关系依据规范特殊要求公式L+h=y+x，代入得L+h=19m+3.5m=22.5m（L为围堰扩距，h为围堰内高度）。常规设计方案的计算与分析

设计参数确定储罐外径22.3m，设计液位16m，操作压力15kPa，LNG密度430kg/m³，承台高度3m，最高液位y=19m，当量压头x=3.5m。

规范公式应用依据L+h=y+x，代入参数得L+h=22.5m（定值），常规设计取h=2m，计算得围堰扩距L=20.5m。

圆形围堰区特性圆形围堰为储罐同心圆，半径31.65m（扩距20.5m+罐半径11.15m），区域面积5166m²，因施工难度大、优化性差，工程中不常用。

矩形围堰区分类分为大围堰区（储罐间距≥34m）和小围堰区（储罐间距<34m），小围堰区通过压缩间距减小面积，但需增大消防设施容量。

常规小围堰区计算储罐间距取11.2m，长度=20.5×2+22.3×2+11.2=96.8m，宽度=20.5×2+22.3=63.3m，区域面积6130m²，有效容积11034m³（满足5000m³基本要求）。优化方案的参数计算与验证

设计参数的确定设计参数包括储罐、LNG及其他设计条件，由储罐生产厂家提供。例如储罐外径、设计液位、操作压力、LNG密度等。以某工程为例，储罐外径22.3m，设计液位16m，操作压力15kPa，LNG密度约430kg/m³。

关键参数计算最高液位y由设计液位与承台高度相加得出，如设计液位16m加承台高度3m，y=19m。当量压头x根据操作压力和LNG密度计算，公式为x=操作压力/(LNG密度×重力加速度)，例如15kPa操作压力下x=3.5m。

参数关系与优化变量依据规范特殊要求L+h=y+x（L为围堰扩距，h为围堰内高度），形成定值关系。通过调整L和h的取值，在满足规范要求的前提下，实现围堰区面积和容积的优化，例如常规设计中h=2m时，L=20.5m。

优化方案的容积验证围堰区有效容积需不小于最大单罐罐容，通过优化后的围堰区域面积与计算高度（围堰内高度减去0.2m）的乘积进行验证。如某案例优化后有效容积达5000m³，满足单罐罐容要求。两种方案的经济性与安全性对比占地面积对比常规矩形围堰区面积约6130m²，优化后围堰区通过切角、调整扩距等方式可显著减少占地面积，降低土地成本。工程造价对比常规方案因面积大导致钢筋砼用量增加，优化方案通过合理参数设计，可减少围堰墙体工程量，降低施工造价。安全评价影响对比常规方案围堰区有效容积大（如11034m³），安评中危害程度评估基数高；优化方案在满足规范的前提下减小容积，降低环境风险。施工可行性对比圆形围堰施工难度大，矩形常规方案需全包圆形边界，优化矩形方案通过灵活调整形状（如切角），兼顾施工便利性与安全性。06围堰区施工技术与质量控制钢筋砼围护墙施工工艺要点

模板工程安装要求采用钢模板或木胶合板，模板接缝处需设置密封胶条防止漏浆；模板支撑系统应通过受力计算，确保刚度与稳定性，立杆间距≤1.2m，扫地杆距地面≤200mm。

钢筋制作与安装标准受力钢筋采用HRB400E级，直径≥12mm，间距误差控制在±10mm内；保护层厚度不小于50mm，采用预制砼垫块固定；钢筋连接优先采用机械连接，接头错开率≥50%。

混凝土浇筑与养护措施采用C30P8抗渗混凝土，坍落度控制在180±20mm；分层浇筑厚度≤500mm，振捣棒插入下层混凝土50mm，振捣至表面泛浆无气泡；浇筑完成后12h内覆盖保湿，养护期不少于14d。

施工缝处理技术水平施工缝应设置止水钢板，宽度≥300mm，埋入混凝土上下各150mm；下次浇筑前需清除浮浆并凿毛，涂刷水泥基渗透结晶型防水涂料，湿润养护24h后再浇筑。防低温与防火措施的施工要求

防低温材料的选用标准围堰区与LNG储罐接触部位需采用耐低温钢筋混凝土，其低温冲击韧性应满足-162℃工况要求，且导热系数不大于0.7W/(m·K)。

防火保护层施工工艺围堰内侧应涂刷2mm厚膨胀型防火涂料，干膜厚度偏差控制在±5%以内，涂层附着力测试需达到1.5MPa以上，每100m²至少抽检3处。

低温密封节点处理要求储罐与围堰连接的伸缩缝应采用三元乙丙橡胶密封条，接头处采用热熔焊接工艺，焊接强度不低于母材的80%，并进行气密性试验（试验压力0.05MPa，保压30min无泄漏）。

防火堤混凝土浇筑规范防火堤混凝土强度等级不低于C30，抗渗等级≥P8，浇筑时采用分层连续浇筑法，每层厚度≤500mm，振捣密实度通过回弹仪检测，表面回弹值不得低于设计强度的90%。施工质量监测与验收标准

施工质量监测要点对围堰区混凝土强度、钢筋间距、保护层厚度等关键指标进行抽样检测，检测频率不低于规范要求的20%。采用超声波探伤等非破损检测方法，确保钢筋连接质量符合设计标准。

围堰结构稳定性监测施工期间定期监测围堰沉降与位移，沉降量允许偏差≤5mm/天，累计偏差≤30mm。对围堰墙体进行应力应变监测，确保其受力状态在设计允许范围内，预警值设定为设计限值的80%。

验收标准依据严格按照GB50183—2023《石油天然气工程设计防火规范》和GB50351—2023《储罐区防火堤设计规范》进行验收，确保围堰区有效容积不小于最大单罐罐容，防火间距满足规范要求。

验收内容与流程验收内容包括围堰尺寸偏差（允许偏差±50mm）、混凝土表面平整度（≤5mm/m）、排水系统通畅性等。验收流程分为施工单位自检、监理单位验收、第三方检测机构检测及业主最终验收，各环节需形成书面记录并存档。07围堰区安全管理与维护泄漏监测系统的设置与运行监测系统的核心功能在围堰区内建立完善的气体泄漏监测系统，通过安装泄漏探测器进行实时监测，及时发现和处理可能的气体泄漏情况，减小安全隐患。探测器的选型与布置原则根据LNG的物理特性及围堰区空间布局，选择灵敏度高、响应速度快的可燃气体探测器，重点布置于储罐周边、管道接口等潜在泄漏点，确保监测无盲区。系统运行与维护要求制定定期校准、检测计划，确保探