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LNG 儲(chǔ)罐“胖三”誕生“技”
日期:2024-01-19 13:08:34 來源:中國(guó)石油報(bào) 作者: 字體:          
日期:2024-01-19 13:08:34
來源:中國(guó)石油報(bào)
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11月2日,我國(guó)首座27萬立方米液化天然氣(LNG)儲(chǔ)罐在中國(guó)石化青島LNG接收站正式投用。截至目前,該儲(chǔ)罐已穩(wěn)定外輸7000萬立方米天然氣,可滿足北方地區(qū)7.3萬戶家庭采暖用氣需求,為華北地區(qū)群眾溫暖過冬提供了更有力的保障。

這臺(tái)儲(chǔ)罐為第三代矮胖罐型,被研發(fā)人員親切地稱為“胖三”?!芭秩钡耐哆\(yùn),標(biāo)志著工程建設(shè)公司(SEI)不僅實(shí)現(xiàn)了超大型LNG儲(chǔ)罐建設(shè)的工程創(chuàng)新,而且取得了LNG領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)的重大突破。

手里有技術(shù),保供有底氣。SEI牽頭組建多領(lǐng)域?qū)<覉F(tuán)隊(duì),打破了國(guó)外對(duì)LNG核心技術(shù)及關(guān)鍵裝備的壟斷,開發(fā)了具有中國(guó)石化自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的LNG接收站成套技術(shù),累計(jì)建造并投產(chǎn)大型LNG儲(chǔ)罐16臺(tái)、天然氣總儲(chǔ)存能力達(dá)18億立方米。

超大型儲(chǔ)罐實(shí)現(xiàn)系列技術(shù)突破

“這臺(tái)儲(chǔ)罐幾何容積30萬立方米、凈容積27萬立方米,是目前世界上容積最大的預(yù)應(yīng)力混凝土全包容LNG儲(chǔ)罐。罐內(nèi)平面上可停放一架國(guó)產(chǎn)C919大型客機(jī),立體上可疊放3萬輛家庭轎車?!闭劦健芭秩?,SEI副總工程師、工廠系統(tǒng)室主任、大型LNG接收站成套技術(shù)負(fù)責(zé)人李鳳奇特別自豪。

SEI攻關(guān)團(tuán)隊(duì)在總結(jié)前兩代(16萬立方米、22萬立方米)LNG儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)上,研究制定了不同高徑比的27萬立方米LNG儲(chǔ)罐方案,確定了具有卸船流量大、施工周期短、抗震能力強(qiáng)、施工安全性高及經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)等特點(diǎn)的“胖三”,其外徑大于100米、高度超過55米。

“直徑近100米的鋼穹頂需提升至45米的高度,上面還要澆筑混凝土層,荷載總重達(dá)1.24萬噸。27萬立方米儲(chǔ)罐建造沒有先例參照,相比16萬立方米儲(chǔ)罐,其地震力增大約一倍,從外罐到內(nèi)罐都不是簡(jiǎn)單放大。”SEI結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)總監(jiān)陳瑞金說。

為保障鋼穹頂?shù)恼w穩(wěn)定,他們開展“超大型低溫儲(chǔ)罐帶蒙皮板鋼穹頂整體穩(wěn)定分析技術(shù)”研究,成功研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超大跨度鋼穹頂整體穩(wěn)定分析技術(shù),從根本上攻克了鋼穹頂穩(wěn)定安全的技術(shù)難題。

他們還建立全新的6扶壁柱多線束預(yù)應(yīng)力體系和流固耦合隔震結(jié)構(gòu)動(dòng)力體系模型,解決了高烈度地震區(qū)大型儲(chǔ)罐抗震設(shè)計(jì)難題,形成了大型預(yù)應(yīng)力混凝土全包容LNG儲(chǔ)罐國(guó)產(chǎn)化的核心技術(shù),創(chuàng)造了目前27萬立方米罐容積最大、9%鎳鋼板最薄且用量最少的工程案例紀(jì)錄。

BOG再冷凝效率達(dá)100%

“LNG儲(chǔ)存溫度是零下160攝氏度,在接卸、儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中,因吸收外部熱量,會(huì)產(chǎn)生大量蒸發(fā)氣(BOG)。BOG再冷凝技術(shù)是LNG接收站工程的一項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)。我們從零開始,逐步學(xué)習(xí)、創(chuàng)新。”SEI首席專家、青島LNG接收站項(xiàng)目經(jīng)理趙廣明介紹。

SEI攻關(guān)團(tuán)隊(duì)迎難而上,首創(chuàng)具有中國(guó)石化自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效BOG再冷凝技術(shù)——微孔氣液預(yù)混集成旋流強(qiáng)化式再冷凝工藝技術(shù),一次再冷凝效率達(dá)100%,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的填料塔式BOG再冷凝器,同時(shí)可使LNG接收站最小外輸量降低30%,滿足接收站運(yùn)行初期的低負(fù)荷運(yùn)行彈性需求。僅在天津LNG接收站,每年就可回收利用BOG達(dá)8萬噸,具有良好經(jīng)濟(jì)效益。

他們還創(chuàng)新提出LNG冷能與乙烯裝置余熱的綜合利用理念,使能量利用最大化。目前,從天津LNG接收站至南港乙烯裝置的冷媒管道已基本建成,初步計(jì)算接收站每年可節(jié)省燃料氣6890噸,乙烯裝置替代冷量56兆瓦,節(jié)電1.1億千瓦時(shí)。

關(guān)鍵的核心設(shè)備和材料全部國(guó)產(chǎn)化

SEI攻關(guān)團(tuán)隊(duì)在攻克BOG再冷凝工藝技術(shù)的過程中,研制了微孔式錯(cuò)流氣液預(yù)混集成旋流強(qiáng)化的BOG再冷凝成套裝備,并在LNG接收站應(yīng)用成功,從投產(chǎn)到平穩(wěn)運(yùn)行僅用5小時(shí)。

目前,大型LNG儲(chǔ)罐的工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)已全部國(guó)產(chǎn)化,建造材料國(guó)產(chǎn)化率從2013年的60%提升到現(xiàn)在的95%以上。

作為L(zhǎng)NG儲(chǔ)罐的“銅墻鐵壁”,內(nèi)壁板用材對(duì)耐低溫、硬度、密度、密封性等性能都有著極高要求。他們聯(lián)合鋼板制造商,成功研制出自有國(guó)產(chǎn)大厚度9%鎳鋼板及焊接接頭在超低溫條件下性能評(píng)價(jià)體系,保障國(guó)產(chǎn)LNG儲(chǔ)罐的本質(zhì)安全。

從替代性研究新材料實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心裝備國(guó)產(chǎn)化,到不斷迭代提升技術(shù),他們攻克了20余項(xiàng)核心設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用難題,LNG儲(chǔ)罐及材料、挺桿起重機(jī)、LNG卸料臂、氣化器、罐內(nèi)低壓泵、外輸高壓泵及BOG壓縮機(jī)等大部分關(guān)鍵設(shè)備均已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

“我們將持續(xù)優(yōu)化完善薄膜罐設(shè)計(jì)建造、智能化裝車、冷熱能平衡利用等技術(shù),推動(dòng)LNG接收站成套技術(shù)迭代升級(jí)?!崩铠P奇說。

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