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LNG儲(chǔ)罐地面儲(chǔ)存技術(shù)和頂壁制作安裝
其一、天然氣儲(chǔ)罐地面儲(chǔ)存技術(shù)
目前,天然氣的儲(chǔ)存方式主要有氣態(tài)儲(chǔ)存和液態(tài)儲(chǔ)存兩種,其中前者包括地面儲(chǔ)罐儲(chǔ)存、管道儲(chǔ)存和地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)存等。
1、地面儲(chǔ)罐儲(chǔ)存
天然氣地面儲(chǔ)存一般采用金屬儲(chǔ)氣罐,天然氣儲(chǔ)罐按壓力分為高壓和低壓兩種。低壓儲(chǔ)罐的工作壓力一般為0.004~0.005MPa,多為化工廠、石化廠作工藝氣的中間儲(chǔ)存,高壓儲(chǔ)氣罐的工作壓力一般為0.25~3.0MPa,主要用于城市配氣系統(tǒng)供晝夜或小時(shí)調(diào)峰用。
2、管道儲(chǔ)存
天然氣管道儲(chǔ)存有輸氣干線末段儲(chǔ)氣和利用管束儲(chǔ)氣兩種方式。
輸氣干線末段儲(chǔ)氣,是指在供氣低峰時(shí),將富余的氣儲(chǔ)存在輸氣干線末段,隨著管內(nèi)氣體壓力逐漸升高到然后一個(gè)壓氣站允許的較高壓力,到用氣高峰時(shí),該儲(chǔ)氣段壓力降到城市配氣管網(wǎng)允許的較小值,將儲(chǔ)存的氣體輸出,增加供氣量。
管束儲(chǔ)氣,即使用一定直徑和一定數(shù)量的管子構(gòu)成管束,埋設(shè)于供氣點(diǎn)附近,用高壓天然氣或壓縮機(jī)將天然氣注入管束中,待高峰用氣時(shí)輸出。
管道儲(chǔ)氣容量較小,主要供城市晝夜或小時(shí)調(diào)峰用。
3、地下儲(chǔ)氣庫(kù)儲(chǔ)存
地面天然氣儲(chǔ)罐和管道儲(chǔ)氣只能作為晝夜用氣不均衡性的措施,要解決季節(jié)用氣不均衡性問(wèn)題,根本的辦法是建造地下儲(chǔ)氣庫(kù)。如果沒(méi)有地下儲(chǔ)氣庫(kù),干線輸氣管道就應(yīng)根據(jù)冬季的用氣量進(jìn)行設(shè)計(jì)。在冬季,輸氣管道將滿負(fù)荷工作,而到夏季,由于用氣量減少,輸氣管道的負(fù)荷將下降,因此,管路和設(shè)備的利用率降低,固定設(shè)備投資在輸氣成本中所占的比重將提高。在冬夏季用氣量相差懸殊的情況下,輸氣管道夏季負(fù)荷降低,不但在經(jīng)濟(jì)上不合理,而且在輸氣工藝上造成很多困難。如果有地下儲(chǔ)氣庫(kù),干線輸氣管道就可以根據(jù)日平均用氣量進(jìn)行設(shè)計(jì),在夏季,多余的氣體注人地下儲(chǔ)氣庫(kù),在冬季,不足的氣體由地下儲(chǔ)氣庫(kù)補(bǔ)充.這樣,輸氣管道全年都是在滿負(fù)荷下工作,管路和設(shè)備的能力可以得到充分利用。
地下儲(chǔ)氣庫(kù)具有儲(chǔ)氣容量大、節(jié)省地面LNG儲(chǔ)罐投資、不受氣候影響、維護(hù)管理簡(jiǎn)便、可靠、不影響城鎮(zhèn)美化規(guī)劃、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
地下儲(chǔ)氣庫(kù)主要有利用枯竭的油田或氣田作地下儲(chǔ)氣庫(kù)、利用含水層作地下儲(chǔ)氣庫(kù)和利用鹽層作地下儲(chǔ)氣庫(kù)三種類(lèi)型。
天然氣以氣態(tài)形式進(jìn)行儲(chǔ)存和運(yùn)輸,由于其體積龐大,壓力很高,因此通常將其在常壓下深冷到-160℃進(jìn)行液化。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,其液態(tài)體積為氣態(tài)時(shí)的1/600,而密度相當(dāng)于氣態(tài)時(shí)的600倍,因此無(wú)論對(duì)遠(yuǎn)洋貿(mào)易運(yùn)輸,還是儲(chǔ)罐儲(chǔ)存,都具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
天然氣液化儲(chǔ)存方式不受地理位置、地質(zhì)構(gòu)造、距離和容量等的,占地少、造價(jià)低、工期短、維修方便。對(duì)于無(wú)油氣田、水層建造地下儲(chǔ)氣庫(kù)的城市,可以利用這種方式進(jìn)行調(diào)峰。
由于液化天然氣具有可燃性和超低溫性(-160℃),因而對(duì)儲(chǔ)存設(shè)施(儲(chǔ)罐)的要求很高。目前國(guó)外液化天然氣的儲(chǔ)存主要是儲(chǔ)罐儲(chǔ)存,儲(chǔ)罐分地下和地上兩種。儲(chǔ)罐形式的選擇取決于投資費(fèi)用,也取決于因素及其它一些制約條件。在常壓下儲(chǔ)存液化天然氣時(shí),儲(chǔ)罐內(nèi)壓通常為3.4~17.2kPa。
其二、儲(chǔ)罐頂、壁的制作安裝
1、LNG儲(chǔ)罐壁安裝使用倒裝法:(1)低溫儲(chǔ)罐罐壁組裝前,應(yīng)先在已經(jīng)焊完對(duì)接縫的底板邊板上劃出較上和較下一節(jié)壁板的圓周線,并沿較上一節(jié)圓周線內(nèi)側(cè),每隔一定距離臨時(shí)點(diǎn)焊定位角鋼;(2)一圈壁板(從上往下數(shù))組裝后,應(yīng)按設(shè)計(jì)要求檢查其周長(zhǎng),并于立縫焊 接后,安裝包邊角鋼。角鋼高出壁板的局部偏差不大于±4mm。包邊角鋼的焊 接次序:應(yīng)先焊角鋼對(duì)接縫,再焊內(nèi)部斷續(xù)焊縫,然后焊 接外部連續(xù)焊縫;(3)拱頂板安裝前,應(yīng)檢查包邊角鋼的橢圓度,并根據(jù)排板圖等分劃線,然后點(diǎn)焊拱頂板的定位擋板;(4)罐頂板應(yīng)對(duì)稱地進(jìn)行組裝。為防止頂板下凹,凸度用弦長(zhǎng)等于1.5m的樣板進(jìn)行檢查,間隙應(yīng)不大于6mm;(5)罐頂板應(yīng)按下列順序進(jìn)行焊 接:a、焊縫型式和尺寸按照?qǐng)D紙的設(shè)計(jì)要求,先焊底部焊縫,后焊上部焊縫。b、焊縫應(yīng)先焊環(huán)向上焊縫,再焊徑向長(zhǎng)焊縫施焊應(yīng)由向外,并采用分段退步法。c、頂板和包邊角鋼間的環(huán)縫應(yīng)由幾名焊工對(duì)稱均勻分布,沿同一方向用分段退步法施焊;(6)罐壁應(yīng)按下列順序進(jìn)行焊 接:a、罐壁與罐底連接的環(huán)形角焊縫的焊 接,應(yīng)在一節(jié)壁板的立縫焊完后進(jìn)行,型式和尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求。b、罐壁環(huán)縫的焊 接,應(yīng)在其上下兩節(jié)壁板的立縫全部焊完后進(jìn)行。c、為了減少焊 接變形,罐壁立縫和環(huán)縫焊 接時(shí),都應(yīng)采用必要的防變形工具,型式和尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙要求。d、罐壁內(nèi)側(cè)焊縫不宜過(guò)高,壁板內(nèi)側(cè)的焊瘤應(yīng)鏟平。
2、起吊方法:(1)在LNG儲(chǔ)罐底板上根據(jù)儲(chǔ)罐直徑大小以及每帶壁的寬度立四到六根扒桿,在扒桿下端焊一面積為0.5㎡、厚10mm鋼板,起吊根據(jù)重量和起吊高度用手拉葫蘆,將扒桿頂部互相連接起來(lái),以增強(qiáng)各扒桿的整體穩(wěn)定性;(2)一節(jié)以下各節(jié)壁板的組裝均應(yīng)留出一道活口,當(dāng)外側(cè)的其它立縫全部焊完后,即在活口處用手拉葫蘆將壁板拉緊,使其緊貼于上節(jié)壁板再進(jìn)行起吊,并組對(duì)和焊 接兩節(jié)壁板之間的環(huán)縫;(3)起吊時(shí),應(yīng)采取適當(dāng)措施控制兩節(jié)壁板搭接的寬度偏差,防止吊冒;(4)活口兩側(cè)的環(huán)縫,應(yīng)留出大約1m暫不焊 接,待活口切割和組焊后再焊。每圈壁板的活口應(yīng)互相對(duì)稱錯(cuò)開(kāi);(5)環(huán)縫應(yīng)先焊內(nèi)部斷續(xù)焊縫,后焊外部連續(xù)焊縫。焊工應(yīng)均勻分布并沿同一方向施焊;(6)各節(jié)壁板起吊前和立縫焊 接后,在其內(nèi)壁下端組裝一圈逼杠(臨時(shí)加強(qiáng)圈),并與罐壁緊貼。