空气顶升液化天然气储罐罐顶平衡装置设计与研究

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1、静设备石P油化工设备技术，2O11，32(5)·1·etro—ChemicalEquipmentTechnology空气顶升液化天然气储罐罐顶平衡装置设计与研究仇俊岳(中国石化集团第四建设公司，天津300270)摘要：介绍了全容式液化天然气(LNG)储罐罐顶空气顶升的平衡装置设计、安装要求以及顶升过程中的控制要点，并以5×10m。LNG储罐为例，系统介绍了其平衡装置的计算和顶升中的操作要领。该系统在建造过程中采用，取得了良好的效果。关键词：LNG外罐顶内罐顶空气顶升平衡装置对于大型LNG储罐，由于其独特的罐顶结顶施工，顶升的平衡装置如图2所示。构，目前在建造中均采用空气顶升工艺完成罐

2、顶锚的安装就位。稳定系统气吹密荆缝绳外罐顶封结LNG大型储罐的一般结构形式如图1所示，罐分为钢结构混凝土外罐体和钢制内罐体。由于储罐直径大(16×10m3储罐直径达到80m，5×1Orn3内罐吊顶储罐直径达到60m)，储罐罐顶的施工采用传统鼓风机锚罐底的方法无法完成，目前均采用空气顶升方法，将在图2平衡装置尔恿地面组装完的外罐钢制罐顶和内罐铝吊顶整体气空气顶升罐顶的平衡装置，是利用安装在罐吹到外罐的顶部加强圈后固定、焊接，完成双层罐壁顶、罐底和通过罐顶的固定长度钢丝绳及其导顶施工，然后在内罐保压的情况下，浇注外罐顶上向滑轮系统，在初始预紧力的作用下，自动调节罐面的混凝土结构，完成整个

3、储罐罐顶施工。顶在顶升过程中出现的倾斜和周向转动，保证顶本文以5×10m。密封式全容LNG储罐罐升的顺利进行。假设罐顶发生向左倾斜，左侧钢顶空气顶升工艺为例，研究顶升平稳系统设置和丝绳就受力被拉伸，而右侧钢丝绳则松弛，在钢丝顶升过程的操作要求。绳长度固定的情况下，钢丝绳的拉力将自动地达到纠正倾斜的作用，并对罐顶起到沿周向导向的作用。5×10m。LNG储罐的几何尺寸为：外罐直径6Om，内罐直径58m，外罐拱顶高6．249m，罐壁高度26．5m，罐顶高度32．749m。2罐顶气吹顶升有关参数的计算2．1顶升载荷计算罐顶顶升载荷主要包括结构、附属设施、摩擦底部保温层图1全包容液化天然气储罐

4、结构示意收稿日期：2011-07—18。作者简介：仇俊岳，男，1989年毕业于天津大学化工系化工1工艺原理机械与设备专业，一直从事石化建设施工技术、质量工作，现利用鼓风机的空气压力将外罐顶和内部铝吊任副总工程师，高级工程师。顶整体沿外罐壁顶升到顶部就位，完成储罐的罐Email：qiujy．ssij@sinopec．corn石油化工设备技术．y——初始状态钢丝绳最大挠度，取一—241628000mm300mm。风载荷倾翻力矩：2．4．2罐顶发生倾斜的摩擦力矩计算M2===W×A×b／3—36691381N·mm假设在罐顶顶升过程中，控制罐顶允许偏斜2．4．4钢丝绳稳定系统抗倾覆力矩计算

5、角度一0．5。，则罐顶发生倾斜时，与罐壁的摩擦考虑在0。附近10根钢丝绳(钢丝绳按圆周均力为：布设置，以O。作为起点计算其背风面一侧lO根钢FGXcos(90-0)×一26958N丝绳受力，而受风面钢丝绳不受此力)起到抵抗风该力的偏心距为：载倾翻力矩作用，分别计算每个钢丝绳的力矩系Ml—F×(D／2)一78l782000N·mlTl数，然后计算总的钢丝绳有效力矩系数。(D为储罐内径)。钢丝绳的有效力矩系数计算公式为：2．4．3罐顶风载荷及其倾翻力矩计算K一∑K一∑cos0考虑到罐顶在顶升到顶部后，其外露的拱顶式中：0——第i个钢丝绳的角度；会受到风载荷影响，因此按照GB5000920

6、010～臼0——分别为：2．25。，2O．25。，38．25。，56．25。，74．25。，34425。，32625。，《建筑结构载荷规范》要求，计算其风载荷的影．．响。308．25。，290．25。，272．25。，计算K一(1)风压高度变化系数一1．00×(Z／6．34。10)。===13．33(Z为罐顶计算高度，Z一32749钢丝绳平衡装置承受的总载荷倾翻力矩：ram)(GB50009条文说明中公式7．2．1)；M—M】+M2—818473381N·mm(2)风荷载体型系数一0．15(按GB50009钢丝绳拉力为：的表7．3．1选取)；T一M／(L×K)(3)自振周期T一0．2

7、3+0．0022×H／D一一818473381／(55994×6．34)40．911(GB50009中E．1．2—1)；一2305．5N(4)条件系数W。×T2—669481(W。为当考虑动载系数为1．1，则钢丝绳工作拉力为：地基本风压，银川地区取400N／m)；T一1．1(T+H)(5)脉动增大系数===2．9(用w。×T数值一1．1×(23O5．5+7705)在表7．4．3中查出)；一11011．64N(6)脉动影响系数一0．83(在表7．4．4—12