关于LNG储罐保温材料监测与填充技术研究

关于LNG储罐保温材料监测与填充技术研究

李程萌

国家管网集团天津液化天然气有限责任公司  天津市滨海新区 300452

摘要：在LNG储罐施工过程中，需要对保温材料的具体应用情况进行分析。在具体的施工过程中需要对膨胀珍珠岩的填空工艺进行深入分析，为了防止LNG储罐在运行后膨胀珍珠岩粉末导致局部保暖空隙，在施工过程中需要加强填充振捣作业，提高保温材料的应用效果。通过分析LNG储罐保温材料的具体特点以及不同填充技术，明确了在施工过程中的操作要点，为LNG储罐保温填充施工提供了一定参考。

关键词：LNG储罐；保温材料；填充技术

前言

膨胀珍珠岩作为火山喷发的酸性溶液，一旦遇到海洋、湖泊等，会急剧冷却形成玻璃质火山岩。目前，对珍珠岩进行划分时，有不同的类型。LNG储罐使用的膨胀珍珠岩是其中一种。在实际研究中需要以具体的膨胀珍珠岩填充施工案例为核心对膨胀珍珠岩的特性、膨胀机理以及填充和振实操作要点全面掌握。

1LNG储罐保温材料概述

膨胀珍珠是优质酸性火山玻璃岩石矿物，对矿物进行破碎、烘干后投入高温焙烧炉，可以瞬间膨胀，形成膨胀珍珠岩，在建筑物、热力设备等等领域的应用比较普遍，是一种性能良好的松散填绝热保温材料。珍珠岩在LNG储罐中的应用主要是在保温储罐施工过程中发挥保冷作用，管道中并无膨胀珍珠岩的应用。LNG保温材料填充时需对保温材料的整体要求相对较高，会利用膨胀珍珠岩混凝土作为圈梁的主要保温结构。膨胀珍珠岩在加热到一定温度时会受热膨胀变成较轻的内部为蜂窝状的白色颗粒具体特点是不燃、不腐烂、无毒、无味。珍珠岩的pH值为6.5~7.5，有较强的耐酸碱特点[1]。因为膨胀珍珠岩具有特殊的微孔结构，具有较强的吸附作用、隔热隔声作用，一般在保温、隔热、过滤、吸附材料等领域发挥着至关重要的作用。

在LNG储罐保暖结构施工过程中对膨胀珍珠岩进行应用，受材料和施工工艺的特点决定了其在储罐安装施工过程中发挥着重要的作用。在膨胀珍珠岩填充施工作业中，需要加强施工进度和施工质量控制工作。膨胀珍珠岩空间内部的可挥发物质与水在受到高温焙烧后，逐渐气化溢出。在大型LNG储罐安装工程绝热应用过程中，结合水以及膨胀系数、化学成分、粒度级配等，才能够真正明确膨胀珍珠岩的具体应用要点。

2LNG储罐填充技术概述

2.1大型LNG储罐膨胀珍珠填充技术

目前，在LNG储罐施工过程中比较常用的膨胀珍珠岩施工方法主要包括人工填充法以及施工现场膨胀填充施工技术。

2.1.1人工填充技术。膨胀珍珠岩粉末在工厂制作完成后，需要将其运输到施工现场，之后利用提升设备将膨胀珍珠岩粉末提升到LNG储罐等设备顶部，利用人工方式进行填充施工。

2.1.2现场施工膨胀珍珠岩填充方法。需要将珍珠岩原砂矿和设备布置在施工现场，并在现场直接对珍珠岩原砂矿进行膨胀处理，变成粉末后进行填充施工。这种施工工艺可以使用全封闭空气输送设备，将膨胀后检测合格的珍珠岩材料填充在储罐内外夹层中。现场膨胀珍珠岩主要利用现场膨胀生产和空气输送管道开展填充施工，可以有效避免膨胀珍珠岩与潮湿空气接触，防止在人工填充过程中因为储存、运输、包装等导致材料被破坏，影响膨胀部位的保暖性能。除此之外，现场膨胀填充施工可以避免高空露天作业，减少对环境的访谈污染，提高施工作业的安全性。目前，大型储罐施工过程中对相关施工措施的质量要求比较高，因此，现场珍珠岩膨胀填充施工技术的应用更加普遍[2]。

2.2施工装置和工艺流程

在膨胀珍珠岩现场膨胀填充施工中使用的装置主要包含珍珠岩矿山原料仓，作为投入装置发挥作用；膨胀炉作为膨胀设备发挥作用；膨胀珍珠岩冷却降温管路主要是对施工材料进行降温处理。此外，还包含除尘设备和产品输送系统。具体的装置如图1所示。

图1现场膨胀珍珠岩施工装置

在膨胀珍珠岩现场施工过程中，膨胀设备需要使用的膨胀炉主要包含卧式膨胀炉和立式膨胀炉两种。膨胀珍珠岩施工一般是以立式膨胀炉为主。膨胀炉到除尘系统的距离为固定状态，但是膨胀珍珠岩输送软管在敷设过程中需要尽可能做大输送距离，同时要对管道的曲线进行控制，保证曲线的平滑度，减少珍珠岩的破损可能性，保证珍珠岩的填充质量。管道主要通过膨胀炉的出料口沿着储罐外部疏散梯钢结构固定、敷设到储罐的顶部充装孔，方便进行后续填充作业。

2.3振实技术要点

在储罐保温材料施工过程中，为了减少膨胀珍珠岩出现的自然沉降问题，在填充过程中需要内部罐振动器完成强制性振动，确保膨胀珍珠岩填充密度符合设计要求。振实装置一般可以利用灌顶的轨道滑轮、电动吊链进行连接。在具体的操作过程中，需要将振动棒浸入需要振实的膨胀珍珠岩中。为了防止在振捣过程中下沉、对内管外壁的弹性毡产生损坏，在装置应用时必须设置限位器[3]。

在膨胀珍珠岩填充与振实作业中，可以利用填充与振实交替操作，也可以填充作业与振实作业同时进行。珍珠岩填空和振实交替作业的主要优点是振实前后的填充高度测量更加简单方便，根据实际需求对填充高度进行控制，证实作业的环境面比较良好，是当前施工中比较常用的方式。但是交替施工进行会导致停机次数增加，对膨胀珍珠岩质量的稳定性产生影响。并且会导致施工时间被浪费。填充作业与振实作业同时进行能够减少停机数，对保证膨胀珍珠岩的施工质量有积极作用。但是在施工过程中需要增加施工人员数量，并且对真实工作人员的操作能力要求比较高。目前，LNG储罐的大型化趋势越来越明显，操作空间比较充裕，填充和振实作业同时进行可以提高储罐填充施工效率。

结语

综上所述，在当前的大型LNG储罐建造过程中对膨胀珍珠岩保温材料进行填充施工时，现场珍珠岩膨胀填充施工是关键工序。为了防止膨胀珍珠岩受损，一般禁止在于雨天、空气相对湿度在80%以上的时间施工。这样才能够在最大程度上保证膨胀珍珠岩的整体施工质量。

参考文献：

[1]金罕,刘晓建.大型LNG低温储罐膨胀珍珠岩填充技术[J].上海煤气,2022(000-001).

[2]杨哲晰,杨伟,周婷,等.基于BIM的大型LNG储罐建模技术与施工模拟方法研究[J].市政技术,2022(040-008).

[3]孙俊若.大型LNG外罐混凝土结构施工工艺技术提高与创新应用总结[J].工程技术研究,2020,2(3):80-81.