浅谈LNG储罐外罐施工设备选型与应用

尚凡玲 吴善军 朱国强

（中石化中原建设工程有限公司，河南 濮阳 457001）

浅谈LNG储罐外罐施工设备选型与应用

尚凡玲 吴善军 朱国强

（中石化中原建设工程有限公司，河南 濮阳 457001）

结合中石化中原建设工程有限公司承建的广西北海16×104m3LN G储罐外罐施工项目的建设实践，简单介绍了工程概况，重点对LN G储罐外罐施工项目中主要施工设备的选型与应用进行了分析。

LN G储罐；DO KA模板系统；塔式起重机；塔式布料机；混凝土泵

目前国内天然气在能源结构中占的比例较低，其主要原因是天然气的运输和储存方式主要是液化天然气（LNG），而国内自主实现设计和施工的能力不足。大量天然气液化后通过海运进口到国内，通过沿海LNG接收站输送到内陆。

一、工程概况

每个LNG接收终端站都建有数量不等的LNG储罐。中石化天然气分公司在广西建设一套工程规模为300万t/年液化天然气项目（以下简称LNG项目），项目包括码头及陆域形成工程、接收站工程、输气管道工程3个单项工程。码头及陆域形成工程和接收站工程位于广西壮族自治区北海市铁山港工业区；LNG专用码头可以停靠8～26.6万m3的大型LNG远洋运输船。接收站用来接卸和储存LNG，气化后的天然气通过输气管道送至用户。

2010年以来，我公司将大型LNG低温储罐施工技术研究作为重点研究课题，在总结以往经验的基础上，结合青岛LNG储罐的施工建设，全面发展并提升公司LNG低温储罐施工技术水平，掌握了16×104m3LNG低温储罐的建造技术。2013年3月，中标了广西液化天然气（LNG）项目接收站工程16×104m3LNG储罐罐体4号罐外罐建筑(不含预应力系统)工程。

广西液化天然气（LNG）项目接收站工程LNG储罐罐体外罐建筑(不含预应力系统)工程，包括钢筋混凝土承台、预应力混凝土罐壁、钢筋混凝土罐顶、罐内找平层、罐内低温环梁及楼梯间基础等工作。承台半径为43.7m，厚1.2m，罐壁厚0.8m，内侧半径为41m，外侧半径为41.8m，罐壁标高40.145m，穹顶标高为50.386m。该工程要求2013年4月1日开工，2015年6月30日交工。

二、主要施工设备的配备及设备选型方案

1.施工设备的配备

LNG储罐内侧半径为41m，外侧半径为41.8m，罐壁标高40.145m，穹顶标高为50.386m，工作时要求无附壁，施工时要求每一带沿圆周均匀划分3个施工浇筑段进行对称浇筑。LNG储罐外罐罐壁混凝土级别要求是C50，穹顶标高为50.386m，罐壁每一带需连续一次性浇筑作业。同时，按照LNG储罐外罐罐壁混凝土施工工艺的要求，LNG外罐罐壁的施工工艺包括钢筋网片的绑扎和安装，混凝土模板的安装和定型，混凝土的浇筑等施工工艺，以上施工工序的完成必须由相应的设备配合来完成。因此，16万m3LNG全容式储罐的混凝土外罐施工中所要使用的主要设备及数量见表1。

表1

2.施工设备的选型原则

设备的选型必须本着经济、高效、安全的原则进行，需要有一个良好的运行机制，编制采购流程是设备选型成功的关键。

三、主要施工设备的选型

LNG储罐施工涉及大体积混凝土技术、低温钢筋施工技术、模板爬升施工技术。以上施工技术难点多，要求设备性能优良，专业性强。我公司首次施工LNG储罐项目，主要施工设备为空白，由于工程的施工工期比较紧迫，工序繁多，使用机械设备的数量、种类较多，能否解决好主要施工设备的选型和调配，关系着整个工程能否顺利进行，能否保质按期完成整个工程。为此，通过考察主要施工设备的生产厂家，从技术参数、结构特点、性价比等因素进行分析，综合评价后最终选取设备型号和数量。

1.模板的选型

16×104m3LNG储罐外罐施工采用爬模工艺，所用模板体系为国外进口。目前国外模板在国内使用的有瑞士的多卡模板F150体系和西班牙的屋玛模板体系。在现已建成的16×104m3LNG储罐外罐施工中，屋玛模板在大型曲面支模施工中没有成熟经验。该套模板体系重量较大，对塔吊性能提出了更高的要求，且此模板构件大部分由国内加工，拼装精度较差，使得设备在爬升过程中其操作工人增加，施工成本加大。在综合考虑两种模板的经济性、适用性和安全性后选用了多卡模板。多卡模板的现场应用见图1。

图1

2.塔式起重机的选型

塔式起重机在施工中主要负责现场材料的倒运、钢筋网片的吊装就位、模板的提升等工作，16×104m3LNG储罐外罐直径为83.6m，施工中要做到全部覆盖，对塔机臂长有要求，且不能附着外罐壁。

现场考察国内3家塔式起重机的生产厂家后，根据施工要求配置选型见表2。

3家生产厂家提供的技术参数基本上能够满足施工要求，但是由于塔机类型的不同，造成价格相差较大，塔机类型的选择成为选型关键因素。随着科技创新和技术发展，大型建筑的要求工期越来越短，工况作业环境也越来越密集、狭小，平头式塔机作业时特点愈加显著，其具有设计新颖、结构合理、安全可靠性高、抗疲劳和冲击能力强等优点，从公司长期发展的角度考虑，选用了平头式塔式起重机。

表2

3.塔式布料机的选型

塔式布料机一般与混凝土泵配套使用，主要负责现场混凝土浇筑工作，是泵送混凝土的末端设备。其作用是将泵压来的混凝土通过管道送到要浇筑构建的模板内，能够灵活的实现大面积混凝土布料，实现混凝土浇筑的连续性，充分发挥泵送的优越性，扩大混凝土泵的适用范围，提高其性能，从而提高施工效率，节省劳力，减轻劳动强度，缩短工期。凝土布料机的选型、布设应根据混凝土浇筑场地特点、混凝土浇筑方案、布料机的性能确定。

经过考察国内两家混凝土布料机的生产厂家后选型见表3。

综合考虑两种布料机的臂长、驱动方式、回转机构、旋转方位、抗风能力、塔身高度、系统压力、流量等主要技术参数以及售后服务、经济性等因素，我公司在施工中选用了三一重工生产的HGT 41塔式布料机。塔式布料机的现场应用见图2。

4.混凝土泵的选型

混凝土泵主要是在现场配合塔式布料机进行混凝土浇筑工作的一种施工机械。混凝土泵的选型主要从技术参数即输送排量、出口压力、电机功率和分配阀形式入手。而电机功率是决定出口压力和输送方量的前提条件，根据输送距离的高度选择出口压力；根据搅拌供料的能力选择输出方量的范围；根据泵送混凝土的骨料情况选择分配阀的形式。

图2

考察国内3家混凝土泵的生产厂家后选型见表4。

表3

表4

通过对3个生产厂家的主要技术参数、售后服务、经济性等因素的对比评价后选用了中联重科HBT 80.18.132SU混凝土泵。

综上所述，在16万m3LNG全容式储罐的混凝土外罐施工中所使用的主要设备型号及数量见表5。

施工现场设备布置全景图见图3。

表5

图3

四、LNG储罐外罐施工设备的运转情况

由于严格按照施工工艺技术要求对施工设备进行选型，设备制造过程中严格执行制造标准和有关规范，安装过程中从地基基础预埋、现场安装就位、试运行等环节严格把关，运转过程中严格执行设备保养安全操作规程，自16×104m3LNG储罐外罐施工建设以来，没有出现任何设备质量问题，全部设备运转情况良好。

五、设备在施工生产中实施效果

2013年，中原建设工程公司从储罐外罐施工建设立项后，通过设备调研、论证，共购入ST T 403-18塔式起重机1台；ST T 293-18塔式起重机1台，HG41塔式布料机3台，HBT 80C-1818Ⅲ混凝土泵3台，DOKA150F模板1套。设备总投资1583.7万元。经过1年多的施工，完成建安量为4500万元，投资利润率为16.7%，收到了良好的经济效益。

[1]中石化第十建设有限公司.广西液化天然气(LNG)项目接收站工程LNG储罐外罐建筑工程施工承包招标文件. 2013.

[2]中石化中原石油勘探局勘察设计研究院.16×104m3LNG储罐外罐施工设备购置可行性研究报告.2013，5.

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1671-0711（2015）10-0060-03

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