第1页聚焦战略执行 谋划竞争策略 推进产业协同球形低温液体贮存装置在液化天然气工厂中的应用新地能源工程技术有限公司左 韧2010年8月5日目录13项目背景球形储罐与其他储罐对比2设计、制造、施工、检验项目背景目前国内中小型液化天然气工厂LNG储存装置多采用 以下四种形式：1、常压立式储罐，罐容4500—10000m32、压力子母罐，子罐容250m3 ，总罐容1750m33、真空圆筒形压力储罐，单罐容150m3 4、球形低温压力储存装置，罐容1500--2500m3 项目背景（续）球形容器是贮罐中最节省材料的形式，通常 的气体或液体贮存己广泛采用球形容器，但到 目前为止，-1000C以下低温球罐的实际应用非 常少原因可归纳为以下几条：1、低温液体要求用不锈钢等材料制造，不锈钢 制造球罐有一定的难度;2、低温容器需要特殊的保冷结构；3、过去对中型低温液体压力贮罐需求量少项目背景（续）新奥集团在沁水县投资建设了一套日处理15 万标方的LNG装置，该项目从立项到投产共用 12个月时间，装置于2009年1月正式投产，目 前运行良好该项目的1500m3LNG储罐采用我公司自主专 利（专利号：ZL 2007 2 0190983.5）技术的的低温 压力球罐，是国内首例LNG球形低温压力储罐 。
该球罐在政府相关部门的监检下，于2009年 1月3日正式投入使用截止到目前，其运行正 常、稳定，完全达到设计要求球形储罐与其他储罐对比 1、与大型立式LNG常压储罐相比 项目 罐体压力收率容积优势球罐带压，LNG可 气化直接进 入天然气管 网不必立即 排空,会部 分液化 1000-4000 方时 具有优势 立式罐不带压，需 加压才可进 入管网，成 本增加需排空， 降低收率大于4000方 时具有优势 2、与立式LNG子母型储罐相比 项 目 罐体钢材用量损耗率安全性投资球罐相同的容积 下，钢材用 量是子母罐 3／5，成本 低 相同容积 下，表面 积小，辐 射小减少 ，LNG日 蒸发损耗 率相同容积 下，安全 附件、进 出口管路 少，安全 性好投资 价格 低立式子 母罐钢材用量较 大，建造投 资较高表面积大 ，辐射大 LNG日蒸 发损耗率 较大安全附件 、进出口 管路多， 安全性不 好投资 相对 较高 3、与真空绝热圆筒形低温储罐相比 项目 罐体保冷容积占地面积 附件投资球罐采用粉末 堆积绝热 ，无需抽 真空，有 效降低费 用 容积一般 为1000- 4000方， 可满足中 小容量的 要求相同容积 下，占地 面积小， 适合大规 模推广使 用。
附件较少 ，有效节 省大量投 资真空绝热 圆筒低温 储罐真空绝热 ，需要抽 真空，使 费用升高 单台容积 太小，无 法满足大 容量的要 求占地面积 太大，严 重影响大 规模建造附件较多 ，需要增 加大量投 资设计该不锈钢球罐采用4 带12 柱混合式的结构， 用于储存温度为-162℃的液化天然气； 球罐的保温形式采用外罐为3500立方米圆筒 式结构贮罐，在内外罐夹层间填充珠光砂及充 氮气，起到绝热保温和预警天然气泄漏的作用 该装置的设计采用了严密的防渗漏等危险预 防措施，采用了先进的温度监控设备，将风险 降到了最低，满足了该装置寿命期内免予开罐 检查的要求设计（续）操作条件 内罐：操作介质 液化天然气最高操作压力 0.6MPa（G）最低操作温度 -196℃外罐：操作介质 珠光砂、氮气最高操作压力 2000 Pa（G）操作温度 -16～35℃技术要求液化天然气日蒸发率不大于0.15%蒸发率测量执行标准GB/T18443.5-2001《低温绝热压 力容器试验方法 静态蒸发率测量》制造1、在压制过程中，球壳板应采用多点冷压成形工艺，上下胎具表面 应打磨光滑，包履0Cr18Ni9 钢板后，再使用于本球壳板压制。
在 制造安装过程中，避免了不锈钢板表面的擦伤和划痕，所有吊、夹 器械都包0Cr18Ni9 钢板，压制采取了不锈钢板保护，避免不锈钢 板与碳钢的接触，压制好的球皮采取遮盖保护，防止渗碳污染球 皮的切割采用等离子切割一次成型，破口的精度控制高2、赤道带与上支柱的焊接中，选用技术熟练，经验丰富的焊工焊 接前球皮焊接处采取适量的过压反变形，并采取了防周边变形措施 ， “汉堡式”用钢板上下夹球皮的方法反变形焊接时采取严格的焊 接工艺：①焊条采用A107不锈钢焊条，采用不锈钢焊条专用保温 桶②焊接电流严格控制在115AMP以下，最好100AMP左右，焊 速要快，将焊接线能量控制在10KJ/CM以内③采用间续焊接，三 层焊缝每层焊缝都冷却到室温再进行下一层焊缝的焊接，将不锈钢 的受热降到最低④采用一人单独焊接，做到“精雕细作”3、球皮在酸洗后采用塑料薄膜包裹运输，防止运输过程中的污染安装•不锈钢球罐的组装: 1、球罐采用无中心柱分带整体组装程序：基础复验→下段支柱安装 →外架搭设→赤道带组装→调整赤道带及组装质量检验→外架搭设 →下极带组装→上极带组装→内架搭设→总体组装质量检查→各带 焊接→无损检测→附件安装→充水试验→酸洗钝化→气压及气密试 验→竣工验收 2、组装工具采用龙门卡具，组装前在球皮上焊接不锈钢方块，引弧 及收弧在方块上。
吊耳焊接采用不封闭焊缝 3、下段支柱安装好后，吊装第一块带上支柱的赤道板，固定后再吊 装相邻的带上支柱的赤道板，吊装相邻支柱间的赤道带插装入带柱 腿两赤道带之间依上述办法顺序吊装，直至整个赤道带闭合赤 道带组装应连续作业，防止作业当中的大风各带组装完成后采用 点焊固定，严格检查组装间隙、棱角度、赤道带水平度、椭圆度安装（续）•不锈钢球罐的焊接： 1、球壳板坡口采用单边V型外坡口型式，手工电弧焊打底填充盖面 背后采取角磨机清根 2、球罐的焊接程序：先纵缝，后环缝，先赤道带，后温带、极板 3、球罐焊接遵循“多焊工，均匀分布，同工艺，等速度”的原则 4、赤道带及纵缝等长焊缝分为多段进行焊接 5、每道焊缝开始焊接的填充及盖面采用分段退焊法立焊缝每段约 500mm,平焊缝每段约500mm且每层焊道接头错开 6、使用不锈钢龙门板控制焊接变形丁字缝是角变形较大的地方， 因此在这些部位除用组装卡具控制外，还加设弧形板弧形板安装 在离端部100mm以内弧形板一端焊在球壳板上，另一端与龙门 板相焊接，并用楔子紧固龙门板均焊在内侧外坡口焊完后球壳 板向加弧形板一侧变形3~5mm 7、防止地线、焊钳、电缆线、与焊件打弧。
8、安排6~8名焊工同时对称进行球罐定位焊接，以减少焊接应力与变 形纵缝定位焊接从中间向两边进行，环缝定位焊接焊工均匀分布 由左向右进行安装（续）9、主焊缝纵焊缝焊接①第一层（打底层），其余各层相对整条焊缝采用分段倒退向上焊接②防止未焊透及咬肉等缺陷产生每层焊接表面填平或呈凹形，熔敷厚度 与工艺说明书中要求相当，层次之间的接头错开③两侧盖面前凹槽1~2mm，电流比填充时稍大一些，避免咬边和未熔合 等缺陷的产生，焊缝余高为0~3mm，焊缝宽度应保持一致，压边为 1~2mm④纵缝的首末端的焊肉达到环缝的坡口中心，待环缝焊接时，打磨至与坡 口齐平 10、环缝的焊接①第一层焊接采用手工电弧焊打底，其余各层道施焊采用多层多道分段退 焊，注意层间清除要彻底②每层间的起焊位置应错开80~100mm，且离开丁字缝200mm左右③两侧盖面前凹槽深1~2mm，其他注意事项同纵焊缝 11.、Y形交叉口的焊接球壳板的上、下极各有4个Y形交叉口焊缝，由于该处焊缝密集，易产生焊 接变形和缺陷，每道每层焊缝在焊至Y形交叉口时不停弧，继续向前运条 ，并收弧于焊缝的直线段，各层收弧处应相互错开检验• 气密试验1、将压力升至试验压力的10%，保压5分钟，检查所有 焊缝、连接部位，确认无泄漏后继续升压；2、将压力升至试验压力的50%，保持10分钟，检查，确 认无泄漏后继续升压；3、继续以10%的 试验压力为级差升压，逐级升至试验压 力，保持30分钟，将压力降至设计压力,经检查确认无 泄漏后卸压。
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