“气”势磅礴！超大型LNG储罐的“石化方案”

2023-08-21 09:42 [燃气要闻] 来源于：中国石化报作者：中国石化报

导读：接收进口LNG资源是中国石化天然气发展的重点之一。为保障国家能源安全，天然气分公司加快推进天然气管道、LNG接收站和储气库项目建设，形成了多元保障、安全高效的储运设施系统。 LNG储罐是LNG接收站的核心装置，也是投资最大的单体设施。近年来，天然气分公

接收进口LNG资源是中国石化天然气发展的重点之一。为保障国家能源安全，天然气分公司加快推进天然气管道、LNG接收站和储气库项目建设，形成了多元保障、安全高效的储运设施系统。

LNG储罐是LNG接收站的核心装置，也是投资最大的单体设施。近年来，天然气分公司联合工程建设公司、四建公司、十建公司等参建单位，先后完成了16万立方米、22万立方米和27万立方米LNG储罐的技术研究，在天津LNG、青岛LNG、龙口LNG等多个项目中进行了工程应用。今年底，7座LNG储罐将陆续投用，进一步提升区域调峰能力和市场保供能力。

青岛LNG接收站码头。章铮摄

近日，天然气分公司青岛LNG接收站矗立在黄海之滨的27万立方米LNG储罐机械完工，标志着由中国石化自主研发的国内最大容积LNG储罐基本建成。目前，该储罐已进入设备调试阶段,投用后，青岛LNG接收站年接卸能力将达到1100万吨、供气能力约165亿立方米，正式迈入千万吨级LNG接收站行列，成为国内同期年接转能力最大的LNG接收站之一，对进一步优化华北地区能源结构、增强区域调峰保供能力、改善大气环境具有重要意义。

27万立方米LNG储罐外罐直径100.6米、罐体总高55米，具有尺寸大、工序多、难度高等特点。LNG储罐建设向超大型容积推进，需要更大更长的储罐构件，对建造技术提出了更高要求，要在设计、施工等方面开展大量基础性研究工作和技术实践优化改进。彼时，国内LNG行业尚无此类建设经验。青岛LNG接收站联合项目团队经过多次研究实践，自主研发了27万立方米全容式LNG储罐成套技术，攻克了多项核心设备国产化应用难题，为国内超大型LNG储罐建设提供了“石化方案”。

设计强化设计攻关，浅滩地形承载万吨“巨罐”

精品工程，设计先行。早在2019年，工程建设公司（SEI）便展开了对27万立方米LNG储罐的关键技术攻关。经过数年的细致研究和对比，设计团队实现了超大型LNG储罐罐体设计、抗震设计、大厚度低温钢板焊接、保冷结构优化等核心技术的全面突破。

相较传统的“瘦高型”设计，青岛LNG接收站27万立方米储罐采取了“矮胖型”设计方案，罐底板面积相当于一个标准足球场，不仅可以提升LNG船舶接卸速度、缩短施工周期，而且具有更好的抗震性和稳定性。同时，为确保储罐的基础和下层土壤不因LNG的低温特性产生变形，罐底设置了基础伴热带，采用“落地罐”形式，让储罐稳稳坐在地面上，用“坐得稳”代替了“站得高”。

“项目现场的原址遍布养殖区、浅滩，地质砂岩基岩交错，要将重量超万吨的储罐立住，就好比把高压锅放在豆腐上煮饭。”SEI项目经理赵广明介绍。为了解决土地承载力无法满足设计要求的难题，他们在外罐基础设计方面充分论证了多种LNG储罐基础设计类型，最终确定采用强度高、抗冻性强的毛石混凝土换填表层地质，并结合承载能力强的筏板浅基础作为外罐基础选型，实现安全经济且工期最短。

27万立方米LNG储罐拥有世界上跨度最大的低温储罐钢穹顶，升至罐顶后，需要浇筑4500立方米混凝土，总重量超万吨。储罐扛起这顶重达万吨“钢斗笠”的关键，在于如何精确分析计算钢穹顶的整体稳定性。SEI通过建立复杂的有限元分析模型，投入大量精力研究理论规范、进行二次开发，集中解决了非线型结构、异型网格尺寸等难题，形成了具有自主知识产权的超大跨度钢穹顶稳定分析技术，从根本上攻克了钢穹顶稳定安全的技术难关，为储罐的本质安全奠定了坚实基础。

建设优化施工工艺，打造超大型储罐建设“助推器”

为进一步提高作业效率、确保储罐在今年供暖季前投入使用，项目团队加强技术攻关，设计制造新的工艺设备，预计于8月完成项目建设任务，较总体统筹控制计划提前4个多月，创下国内27万立方米LNG储罐建设速度最快纪录。

“储罐钢穹顶就像一个大锅盖，在气压的作用下缓缓升起，升顶后与提前预制好的承压环焊接在一起。”十建公司项目经理张跃第介绍。穹顶“气顶升”作业是储罐建造难度最大、工艺最复杂、风险最高的一道工序。为确保顶升作业顺利完成，项目团队利用动力、平衡、密封、测量与监测四大系统，采用“无线测量+数字化风机调节系统”的智能化手段，精准控制穹顶顶升时的气压、精度、速度等关键参数，全面保障气压顶升作业时的安全稳定。

“储罐钢穹顶仅用107分钟就顺利升顶，整个过程中，最大偏差控制在60毫米以内，大大小于200毫米的最大允许值。这一关键节点比计划提前了13天，标志着储罐穹顶施工进入一个新的水平。”张跃第说。

同时，为优化材料使用配置、提升人机协同施工效率，十建公司通过改进底板分区、优化穹顶分片、应用装配式铝吊顶等创新方式，在保证安全质量受控的前提下，从技术源头想方设法缩短建设工期。建设团队还采用模块化施工模式，在多个区域预制构件，分8部分完成了重达220吨的钢结构吊装作业，大幅减少了特殊作业频次，使现场作业风险得到了有效控制。

管理应用信息技术，为施工管理注入智慧动力

围绕实时、安全、人员、增效四大主题，青岛LNG接收站以智能应用为主线，首创智慧化工地安全管控体系，将先进信息技术与项目建设结合起来，为施工全过程管理注入智慧力量。

一走进27万立方米LNG储罐项目现场，入场人员信息就会同步出现在施工现场大屏、项目部智能运营平台及管理人员手机上。通过“闸机+人脸识别测温”一体化无感考勤，管理人员能随时掌握现场人员和车辆总数、分布，以及工作情况，实时监督施工进度。

针对施工现场不安全行为发现不及时、定位难等问题，项目团队在现场人员安全帽里安装了集成定位芯片，实现了作业位置实时监控、历史轨迹回放、电子围栏超界预警，可精准了解施工现场人员分布，及时纠正违规违章作业。

在安全风险较高的区域，青岛LNG接收站将AI（人工智能）识别算法集成至视频监控系统，形成了“AI视频智慧眼”系统。该系统可对施工现场监控画面进行实时分析，当检测到现场人员存在不安全行为时，会将现场视频截图留存并语音播报预警。同时，安全管理人员可通过智能检测AI终端、电脑、手机调取预警数据，第一时间发现违章行为并进行整治，推动项目建设实现本质安全。

“正是这些智能技术的应用，使各专业人员可以对建设过程进行全方位、无感知监督，推动施工作业风险管理从事后管理向事前、事中管理转变，有助于进一步实现管住现场、管住承包商、管住‘三违’的目标，有力提升项目管理水平。”天然气分公司青岛LNG接收站工程物装部经理刘庆胜说。

同时，青岛LNG接收站还开发投用了环境监测与自然灾害防治系统，可对施工区域可燃气体、温度、粉尘、天气情况进行全天候监测，既能及时发现和预警环境污染问题，又能更好地保证施工的安全性和合规性。

应用敢于先行先试，推进储罐建造关键设备国产化

作为中国石化首座LNG接收站，在2014年建站初期，青岛LNG接收站缺少设备检维修经验和国产化设备供应商，关键设备需要依靠进口，价格昂贵，且售后维修服务时间长、费用高。在9年发展过程中，该站立足系统内科技创新平台，瞄准LNG产业链条关键点，组织研究攻关，实现了多项自主创新技术的成功实践，不仅关键设备、材料、阀门均实现了国产化应用，而且顺利攻克了20余项关键物资备件生产制造核心技术。

在27万立方米储罐建设期间，青岛LNG接收站项目团队深入推进标准化采购和装备国产化，历时半年研制出国内首台LNG挺杆起重机，顺利解决了减速箱、电机等关键零部件国产化问题。同时，针对国产化立项和开题，项目团队充分研讨交流，优化设备外协件质量监造管理，使国产化采购成本大幅降低，较进口产品节约30%以上，在关键技术和经济指标上充分体现了国产化的优势，高效推动了中国石化LNG接收站设备及备品配件的国产化进程。

罐顶安全阀是LNG储罐上重要的安全附件，主要根据压力系统的工作压力自动启闭，以保护系统安全运行。当前，国内LNG储罐罐顶安全阀仍主要从国外厂家进口，存在价格高昂、供货周期长、维护不便等问题。为此，青岛LNG接收站项目团队积极开展40寸大口径罐顶安全阀国产化工作，已完成了导阀动态响应技术、低温阀盘密封技术、主阀膜片成型技术等攻关工作，成功进行了测试实验，并实现了现场安装。

目前，青岛LNG接收站正依托27万立方米LNG储罐建设项目，稳步推进设备国产化进程，先后攻克了大口径低温阀门、罐内泵、挺杆起重机等核心设备的国产化应用，大幅降低了采购成本，将储罐国产化水平提升至95%以上。

（编辑：韩语）

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