大型低温液化天然气钢筋混凝土储罐预应力设计与施工技术

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1、大型低温液化天然气钢筋混凝土储罐预应力设计与施工技术上海电力建筑工程公司束廉阶施广明吕游州郑洁同济大学建筑工程系顾炜【摘要】综述液化天然气生产、贸易与储存设备概况。结合上海LNG事故备用站项目，介绍大型液化天然气储罐预应力混凝土外罐国外设计的特点，以及大吨位群锚预应力后张施工技术。1概述　　由于国际油价长期居高不下，也使得全球对更清洁能源的需求增长强劲。据国际权威机构预测，天然气是21世纪消费量增长最快的能源，占一次性能源消费的比重将越来越大。预计2010年前后，天然气在全球能源结构中的份额将超过煤炭，2020年前后，将超过石油，成为能源组成中的第一能

2、源。　　天然气的储量丰富，为天然气工业稳定发展的提供了根本条件，但是大的天然气资源大都蕴藏在荒漠地区，与能源消费市场相距很远，中间还常常有大面积的海洋和复杂的地形地貌阻隔。长距离铺设管道，甚至越洋气态输送天然气常常要受到成本与技术问题的制约。液化天然气(LNG)的出现为天然气的长距离输送提供了一种经济、可行的方法。　　LNG是在常压下将天然气通过一定的制冷循环冷却到-162℃左右变成液体，其体积约为常温常压下气态天然气的1/600。LNG是天然气特有的运输和储存形式，它有利于天然气的远距离运输，与管道输送相比，降低了输送成本，供气更加灵活；等质量LNG

3、要比的常温常压下气态天然气体积小得多，降低了天然气的储存成本。1.1LNG的生产　　天然气液化过程包括两个阶段，首先原料气进行净化处理脱出其中的H2S、CO2、水分、Hg等杂质，以免它们在低温下冻结而堵塞和腐蚀设备和管道。净化过的原料气经过制冷循环冷却得到液化天然气。　　我国从20世纪60年代开始着手LNG的研究，目前在全国建成了多座液化天然气装置。1.2LNG贸易　　1964年，世界上第一座LNG工厂在阿尔及利亚建成投产。同年，第一艘载着1.2×104tLNG的船驶往英国，标志着世界NLG贸易的开始。据BP公司2002年的统计数据，世界LNG总贸易量

4、己从1964年的8万吨上升到2001年的10359万吨，年均增长率高达22%。1.3LNG接收站　　LNG通过远洋运输到达进口国，需要有专门的接受终端对LNG进行储存、再气化。截至2003年，世界上在运行的LNG接收站有38个，它们分布在11个国家，其中日本有23个。为了满足国内特别是东南沿海发达地区日益增长的能源需求，我国也在大力发展液化天然气工业，并且从国外引进LNG。我国第一个LNG接受终端建于广东深圳。福建LNG接受终端已于2005年4月5日开工，工程分两期建设，一期工程年接受能力为260万吨LNG，计划2007年底建成投产；二期工程规模500

5、万吨LNG/年。上海LNG事故备用站已建成一座2×104m3储罐，在建2座5×104m3储罐。现在国内正在建设或拟建的LNG接受站还有珠江LNG接收站、浙江宁波LNG接收站和青岛LNG接受站。1.4LNG储罐　　在LNG生产工厂和接受终端都设有相应的LNG储罐，这些LNG储罐一般都是容量在1×104m3以上的大型储罐。据2001年日本《配管技术》报道，截至2001年世界LNG液化基地和接收基地62处中，共有309座LNG储罐，其中日本168座，其它地区142座。储罐容量：20世纪70年代前为6×104m3以下；90年代超过6×104m3，以10×104

6、m3的储罐为主，12×104m3以上的储罐占44%，最大的是日本根岸LNG接收终端和扇岛LNG接收终端的地下储罐，容量达20×104m3。　　LNG储罐的设置的形式可分有地上式，地下式，半地下式和坑内式几种。　　1）地上式储罐　　地上式储罐的结构型式有单容积式罐、双容积式罐、全容积式罐以及薄膜罐。　　2）地下式储罐　　地下式储罐是指罐内LNG最高液位在正常操作时不超过地表高程。液体所处高度低于地面标高，LNG地下储藏罐对于储藏低温易燃的LNG具有内在的安全性。地下式储罐外层一般采用钢筋混凝土支撑土压力及地下水压力，内层采用不锈钢薄膜，内外层之间填充保温

7、材料。在储罐内部安装有保温层，以保持罐内的低温条件以及薄不锈钢膜片的液/气密性。罐顶一般呈圆弧型，为普通钢材，也有在外层再加一层钢筋混凝土的。复合圆顶放置在边墙上，隔断空气并保持内部气压力。在罐侧与罐底周围，设有供热系统以便控制地下冻结。　　LNG地下储罐具有以下优点：容积大，占地少，多个储罐可紧密布置，对站周围环境要求较低，安全性高，储存液体不易溢出，具有防灾害性事故的功能，适宜建造在人口密集地区和海滩回填区上。但投资大，建设周期长。　　3）半地下式储罐　　在某些情况下，为避免大量的土方开挖，或者由于土地使用的限制而将地下式储罐的结构并未完全置于地表

8、以下，LNG最高液面并不要求在地表高程以下，此种形式称为半地下式储罐。半地下式储罐除了土方开挖