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摘要：本文以10000m3LNG双金属全容罐项目设计和建造为例，介绍了双金属全容罐的工艺、结构及施工的特点，同时针对设计和建造中的难点、施工新工艺的应用进行详细阐述，为同类型的储罐的设计和建造提供参考。
关键词：天然气；LNG；双金属；全容罐；10000m3
作为LNG储运过程中的主要存储容器，LNG储罐的研究与应用越来越得到世界各国的重视，在国際上也得到了较快的发展。而双金属全容罐依靠其安全性较高、建造周期较短、投资成本较低的优势，在LNG储运中得到了广泛的应用。
本文以我公司自主设计建造的10000m3LNG双金属全容罐设计和建造为例就双金属全容罐进行介绍。
1. 工艺设置
该项目双金属全容罐采用LNG常压低温储存技术。主要用途是接收液化装置的产品进入LNG储罐储存，同时将BOG输出至气化装置或送至上游液化装置回收，LNG产品通过内置泵外输至装车区或至气化区。通过对BOG外输与回收及安全泄放装置设置合适的动作压力来兼顾BOG外输与回收和安全保护。
主要工艺特点如下：
（1）设置两台伺服液位计和1台雷达液位计对储罐液位进行连续实时检测，控制时采用三选二模式，保证准确性。同时设置高液位及低液位的联锁切断，避免液位过高或过低；
（2）设置3台压力变送器及1个就地压力表，可远程或就地试试监测储罐气相压力，控制采用三选二模式，保证准确性。同时设置相应的安全泄放阀及真空阀，避免储罐超压或真空；
（3）设置液体温度计，监测LNG是否出现分层现象。同时设置上进液和下进液管线，根据介质密度选择进液管线，有效的预防LNG分层产生，避免翻滚现象出现；
（4）在进液、出液、BOG外输和补气管线设置相应控制阀，可就地或远程操作，同时与储罐的液位、压力等控制信号联锁，有效的保障储罐运行安全、可靠；
（5）在储罐的罐顶跟罐壁均设置相应的水喷淋管线，可有效的控制罐壁温度，避免因附近火灾等热辐射引起罐壁温度过高。
2. 储罐结构
本项目双层金属全容罐主要设计标准为GB/T26978《现场组装立式圆筒平底钢制液化天然气储罐的设计与建造》。
（1）结构概述
储罐内罐为平底、圆筒形金属储罐，内罐顶为吊顶型式，通过吊杆悬挂于外罐拱顶支撑结构，储罐外罐为平底、圆筒形，罐顶为球型拱顶，顶部支撑结构为肋环形金属网架。正常工况下低温的LNG液体储存于储罐内罐中，外罐用于盛装蒸发气体及保冷材料。在泄漏事故工况下，外罐可用于盛装所有LNG液体，并保持结构上的气密性。
储罐基础采用混凝土高架承台，通过空气对流，避免储罐底部冻胀。
储罐设置1个折梯跟1个直爬梯，作为操作人员日常维护检查及紧急撤离使用，罐顶设置钢结构平台，用于阀门操作及检修。
罐底、罐壁及罐顶采用相应的保冷材料进行保冷绝热，有效控制储罐的蒸发率。
3. 储罐施工
3.1 工期
自8月1日储罐基础承台交付起，至12月19日储罐氮气置换完成，共历时141日历日。
3.2 工序
主要施工工序如下图所示：
3.3 难点及措施
（1）焊接变形
金属焊接的时候，存在一定的焊接残存应力及焊接变形。而双金属全容罐的主要施工工作就是金属之间的焊接。因此储罐施工的主要难点就是控制焊接应力及焊接变形。该项目通过控制焊接顺序，增加防变形措施，同时采取有效的针对环境天气的防护措施，有效的保障了储罐整体的焊接质量。
（2）水压试验后湿度大
由于罐内空气流通性差，储罐在经过水压试验之后，罐内空间湿度较大，內罐内壁凝结水擦拭工作量大，且擦拭除湿效果差。严重影响后续的仪表安装，保冷材料安装。该项目在水压试验之后，通过使用无油压缩空气对罐内气体进行置换，有效的降低罐内空气的露点。
（3）工期紧
由于项目工期要求较紧，因此施工过程中，尽可能采取交叉作业模式。如吊顶施工的同时，拱顶的平台钢结构可同时进行施工；热角保护的玻璃砖铺设的同时，对于已铺设完成部分可以进行热角保护壁板的焊接工作；內罐施工的同时，可以进行罐顶的管道施工。
为了减少储罐氮气置换的周期，氮气置换时，采用电伴热方式先将氮气升温至约50℃，再通入罐内进行置换，极大提升置换效率。
4. 总结
双金属全容罐的安全性比单容罐高，占地比单容罐小，造价跟工期比预应力混凝土要低。随着低温储运的不断发展，综合安全性、可靠性跟经济性考虑，双金属全容罐也越来越受到投资者的青睐。本文所介绍的双金属全容罐较为典型，同类型的储罐的设计和建造可作为参考。
参考文献
[1]GB/T 26978-2011：现场组装立式圆筒平底钢制液化天然气储罐的设计与建造[S]
[2]BS EN14620-2006：Design and manufacture of site built，vertical，cylindrical，flat-bottomed steel tanks for the storage of refrigerated，liquefied gases with operating temperatures between 0 °C and p165 °C[S]
[3]API STANDARD 620 12th-2014：Design and Construction of Large，Welded，Low-pressure Storage Tanks[S]
[4]GB/T 24511-2009：承压设备用不锈钢钢板及钢带[S]
[5]GB/T 3880-2012：一般工业用铝及铝合金板、带材[S]
[6]GB/T 3531-2014：低温压力容器用钢板[S]
[7]GB/T 700-2006：碳素结构钢[S]
（作者单位：中国空分工程有限公司）
关键词：天然气；LNG；双金属；全容罐；10000m3
作为LNG储运过程中的主要存储容器，LNG储罐的研究与应用越来越得到世界各国的重视，在国際上也得到了较快的发展。而双金属全容罐依靠其安全性较高、建造周期较短、投资成本较低的优势，在LNG储运中得到了广泛的应用。
本文以我公司自主设计建造的10000m3LNG双金属全容罐设计和建造为例就双金属全容罐进行介绍。
1. 工艺设置
该项目双金属全容罐采用LNG常压低温储存技术。主要用途是接收液化装置的产品进入LNG储罐储存，同时将BOG输出至气化装置或送至上游液化装置回收，LNG产品通过内置泵外输至装车区或至气化区。通过对BOG外输与回收及安全泄放装置设置合适的动作压力来兼顾BOG外输与回收和安全保护。
主要工艺特点如下：
（1）设置两台伺服液位计和1台雷达液位计对储罐液位进行连续实时检测，控制时采用三选二模式，保证准确性。同时设置高液位及低液位的联锁切断，避免液位过高或过低；
（2）设置3台压力变送器及1个就地压力表，可远程或就地试试监测储罐气相压力，控制采用三选二模式，保证准确性。同时设置相应的安全泄放阀及真空阀，避免储罐超压或真空；
（3）设置液体温度计，监测LNG是否出现分层现象。同时设置上进液和下进液管线，根据介质密度选择进液管线，有效的预防LNG分层产生，避免翻滚现象出现；
（4）在进液、出液、BOG外输和补气管线设置相应控制阀，可就地或远程操作，同时与储罐的液位、压力等控制信号联锁，有效的保障储罐运行安全、可靠；
（5）在储罐的罐顶跟罐壁均设置相应的水喷淋管线，可有效的控制罐壁温度，避免因附近火灾等热辐射引起罐壁温度过高。
2. 储罐结构
本项目双层金属全容罐主要设计标准为GB/T26978《现场组装立式圆筒平底钢制液化天然气储罐的设计与建造》。
（1）结构概述
储罐内罐为平底、圆筒形金属储罐，内罐顶为吊顶型式，通过吊杆悬挂于外罐拱顶支撑结构，储罐外罐为平底、圆筒形，罐顶为球型拱顶，顶部支撑结构为肋环形金属网架。正常工况下低温的LNG液体储存于储罐内罐中，外罐用于盛装蒸发气体及保冷材料。在泄漏事故工况下，外罐可用于盛装所有LNG液体，并保持结构上的气密性。
储罐基础采用混凝土高架承台，通过空气对流，避免储罐底部冻胀。
储罐设置1个折梯跟1个直爬梯，作为操作人员日常维护检查及紧急撤离使用，罐顶设置钢结构平台，用于阀门操作及检修。
罐底、罐壁及罐顶采用相应的保冷材料进行保冷绝热，有效控制储罐的蒸发率。
3. 储罐施工
3.1 工期
自8月1日储罐基础承台交付起，至12月19日储罐氮气置换完成，共历时141日历日。
3.2 工序
主要施工工序如下图所示：
3.3 难点及措施
（1）焊接变形
金属焊接的时候，存在一定的焊接残存应力及焊接变形。而双金属全容罐的主要施工工作就是金属之间的焊接。因此储罐施工的主要难点就是控制焊接应力及焊接变形。该项目通过控制焊接顺序，增加防变形措施，同时采取有效的针对环境天气的防护措施，有效的保障了储罐整体的焊接质量。
（2）水压试验后湿度大
由于罐内空气流通性差，储罐在经过水压试验之后，罐内空间湿度较大，內罐内壁凝结水擦拭工作量大，且擦拭除湿效果差。严重影响后续的仪表安装，保冷材料安装。该项目在水压试验之后，通过使用无油压缩空气对罐内气体进行置换，有效的降低罐内空气的露点。
（3）工期紧
由于项目工期要求较紧，因此施工过程中，尽可能采取交叉作业模式。如吊顶施工的同时，拱顶的平台钢结构可同时进行施工；热角保护的玻璃砖铺设的同时，对于已铺设完成部分可以进行热角保护壁板的焊接工作；內罐施工的同时，可以进行罐顶的管道施工。
为了减少储罐氮气置换的周期，氮气置换时，采用电伴热方式先将氮气升温至约50℃，再通入罐内进行置换，极大提升置换效率。
4. 总结
双金属全容罐的安全性比单容罐高，占地比单容罐小，造价跟工期比预应力混凝土要低。随着低温储运的不断发展，综合安全性、可靠性跟经济性考虑，双金属全容罐也越来越受到投资者的青睐。本文所介绍的双金属全容罐较为典型，同类型的储罐的设计和建造可作为参考。
参考文献
[1]GB/T 26978-2011：现场组装立式圆筒平底钢制液化天然气储罐的设计与建造[S]
[2]BS EN14620-2006：Design and manufacture of site built，vertical，cylindrical，flat-bottomed steel tanks for the storage of refrigerated，liquefied gases with operating temperatures between 0 °C and p165 °C[S]
[3]API STANDARD 620 12th-2014：Design and Construction of Large，Welded，Low-pressure Storage Tanks[S]
[4]GB/T 24511-2009：承压设备用不锈钢钢板及钢带[S]
[5]GB/T 3880-2012：一般工业用铝及铝合金板、带材[S]
[6]GB/T 3531-2014：低温压力容器用钢板[S]
[7]GB/T 700-2006：碳素结构钢[S]
（作者单位：中国空分工程有限公司）