LNG全容罐气升顶质量与安全控制措施

孔令飞

中海油石化工程有限公司 山东济南 250000

2006年中国海油大鹏LNG建成投产，开创我国大型LNG接收站建设运营的序幕。截至目前，我国先后在大连、唐山、天津、上海、宁波、莆田、深圳、珠海、洋浦等地建成了多个液化天然气接收站，标志着我国已打破长期以来发达国家在该领域的技术封锁，为保障国家能源安全奠定基础。罐顶气升顶作业是LNG全容储罐建造的重大施工作业，升顶过程中存在异常天气、突然断电、风机故障、密封失效等多种不确定因素，稍有不慎就会导致穹顶卡阻、倾斜，甚至气升顶失败。为保证升顶过程的顺利进行，本文就气升顶过程质量与安全控制措施开展研究。

1 气升顶原理

LNG全容罐的穹顶板、吊顶和轨道梁等施工完成后，在穹顶最外侧装设密封装置，使穹顶与罐壁、罐底之间，构成一个密封空间。利用风机向上述密封空间内均匀送风，当空间内的空气压力大于穹顶板和相关附件重力，以及密封装置与罐壁摩擦力之和时，穹顶和相关附件在空气压力的作用下，沿壁板垂直上升至罐顶的抗压环。穹顶与抗压环顶板接触后，罐顶相关工作人员通过楔子使穹顶与抗压环固定并压紧。压紧后，由焊工进行焊接固定[1]。

2 施工准备

应根据设计文件和施工实际设置合理的气升顶组织机构，全体人员应掌握气升顶图纸和技术方案，做到技术和安全交底全覆盖。穹顶与抗压环连接方式均采用焊接，升顶作业前应对焊接材料、焊接方法进行焊接工艺评定，依据合格的焊接工艺评定报告编制焊接工艺规程[1]。所有焊工应持证上岗，且必须入场考试合格。

气升顶前，钢制穹顶、铝吊顶的焊接和开孔作业施工完毕并检验合格，过程资料齐全完整，系统安装完毕且经检查确认，穹顶、储罐内部所有和升顶作业无关物品应清除干净，配重工作布置完成。平衡系统、密封系统、鼓风机系统、测量系统、通讯系统应调试合格，每个系统均处于正常工作状态。检查升顶工器具配备，电焊机、发电机、鼓风机、风道闸板、倒链、千斤顶、大锤、L型板、楔子应准备完毕[2]。

3 过程控制

3.1 气升顶控制

穹顶起升作业最好在天气晴朗的上午开展，确保升顶过程不受不良天气影响，也有充足时间进行穹顶的固定与焊接。预气升顶前应对平衡、密封、鼓风、测量和通讯系统再次确认，保证各系统均处于正常工作状态。预升顶工作完成后，应复核升顶气压、风量与计算书的符合性。若测算出预升顶配重存在问题，应进行调整。

气顶升作业前应确认全部设备和作业人员的就位情况，确保全部鼓风机和供电系统均处于正常状态。启动鼓风机增加罐内空气压力，使钢穹顶能够缓慢提升。监控人员应密切观察4个位置尺数据，确认钢穹顶是否平稳提升，每间隔五分钟记录一次数据，填写在气升顶专业记录表内。增大进风量，持续观察钢穹顶提升情况，确认二十四根导向绳是否处于正常状态。继续提升鼓风量，同时观察穹顶上升速率，确保穹顶平稳上升。保持一定风压，使穹顶上升速度满足设计要求。

罐顶气升顶过程中，应预留1台鼓风机备用，如果升顶过程中主风机发生故障，首先需要将主风机停机，然后进行风门切换并关闭主风机的风门，再开启备用风机的风门，将备用风机设置为主风机进行运行[2]。升顶过程中，若一处密封失效，必须保持罐顶气升，应启动备用鼓风机，以弥补风量损失。当罐顶还有3m就达到位置时，减少风机进口流量，降低罐顶上升速度，保持压力直到穹顶升到最高位置。若气升顶过程中罐内气压太大，造成穹顶提升速率过快，应开启泄压阀，或通过降低进气量进行调节。如果全部风机开启后，穹顶仍然处于下降状态，应采取关闭全部泄压孔的措施，使穹顶缓慢降至临时支柱处，同时保持全部风机均处于开启状态[3]。

在钢穹顶上升至贴紧抗压环位置时，保持压力小于150kg/㎡，最大气压应小于200kg/㎡。在气顶升施工的全程，以发电机作为主电源，为保证气升顶作业的连续性，责任单位应储存充足的柴油，并且鼓风机应接入项目施工用电，防止柴油不足造成升顶作业失败。

3.2 穹顶固定焊接

临时固定件的布置。在气升之前在相邻的2条径向梁之间，均匀焊接2个龙门板，每条径向梁上同样焊接1个龙门板；以现场实际楔子的长度为依据，从混凝土罐壁向罐内测量出相对应长度，作为龙门板的安装位置。

穹顶板固定。穹顶板与抗压环紧密接触后，在LNG全容罐顶均布的铆工利用焊接在穹顶板上的龙门板，穿过楔子进行固定。固定后焊工进行组焊，以径向梁为中心，每侧焊接长度大于600mm，焊缝采用双层焊，焊脚高度应大于6mm。如果穹顶板与抗压环不均匀接触，缝隙较大的位置可采用L板与千斤顶进行调整，以便缩小固定间隙。当穹顶板与抗压环组对焊接总长度约完成115m时，逐渐关小风机进口阀，减少送风，降低罐内气压，完成全部焊接作业。焊接完成后，径向梁上的龙门板应进行切除，且应进行真空箱试验，确保穹顶的严密性。

4 结语

本文介绍了LNG全容罐气升顶的质量与安全控制措施，对气升顶的原理、工作准备和过程控制进行分析和说明。气升顶前应组织实景预演练，以便于相关工作人员熟悉各自岗位及职责，若预气升顶过程相关参数与计算书不相符，也可及时调整。升顶作业前，应根据设计文件和现场实际，制定完善的升顶方案。升顶过程中各道工序间应相互协调、密切配合、统一指挥，确保升顶过程的顺利进行。