中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司
摘要： 本文主要描述了法国GTT薄膜罐技术的应用、薄膜罐的组成、薄膜罐施工程序及薄膜罐的优缺点。
关键词： LNG薄膜储罐 GTT 内罐薄膜围护系统 施工程序 优缺点
1、概述
LNG薄膜型储罐作为一种新型储罐，目前全球已有近百座陆地LNG薄膜罐建成，但对国内而言，陆膜技术的应用仍是一片空白。较之常见的9%镍钢全容储罐，薄膜罐设计更为紧凑，在提升安全稳定性、增大有效罐容、降低单方造价、缩短建造周期、节能降耗等方面具有不可比拟的技术和经济优势。
国内首座薄膜罐正在进行建造总，新建1座29000m³LNG薄膜型储罐，采用法国GTT公司的GST®薄膜技术。
GTT（法国工程公司）是大容量LNG（液化天然气）低温近气压下围护系统设计施工的世界领导者。法国工程公司GTT，成立于1994年，由当时薄膜围护系统两大巨头兼并而成立。GST™或Technigaz旗下™GTT薄膜技术，已被广泛用于欧亚29个LNG（液化天然气）储罐和4个LPG（液化石油气）储罐。
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图1：内罐薄膜围护系统组成原理
2、薄膜罐组成
薄膜罐除混凝土外罐与9%Ni钢全容罐几乎相同外，绝热层、罐底和内罐结构与9%Ni钢全容罐均存在较大差异。薄膜罐由一个薄的钢质主容器（即薄膜）、绝热层和一个预应力混凝土外罐共同组成，构成一个整体的复合结构。内罐采用1.2~2mm的304不锈钢薄膜，只承担液密、气密作用，液重等荷载通过PUF（聚氨酯泡沫）保冷材料传递到混凝土外罐由外罐承
受。内罐薄膜特殊“波纹”褶皱结构，允许超低温下薄膜像“弹簧”一样沿着纵向和横向自由收缩，抵消低温应力及带来的低温变形。薄膜背部PUF保冷层形成独立结构，PUF保冷层与外罐之间通过墙体内侧环氧树脂防潮层、马蹄酯防止外界湿气渗透到保冷材料中。
内罐薄膜围护系统主要由不锈钢薄膜、绝缘层、树脂层组成。
3、薄膜罐施工程序
薄膜内罐的施工起点为防潮层和水压试验提交结束，终点为内罐封闭及最终密性试验结束，主要包括以下工作。
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图2：薄膜型储罐三维模型示意图
3.1 外罐验收及准备工作
防潮层施工完成后，需对罐内尺寸进行验证，步骤如下：
（1）对底面中心进行定位，划出环形检验线，使用扫平仪验证平整度；
（2）对墙面进行划线，使用模板检查平整度及角度；
（3）检验底面及墙面的总尺寸，同时检验预埋件的位置。
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图3：平整度及角度检查 图4：总尺寸检查
3.2 模块划线
总尺寸验证无误后，开始进行划线工作，步骤如下：
（1）使用激光跟踪仪和测距仪，测量底面及墙面的对角尺寸；
（2）将总尺寸及对角尺寸输入计算软件，得出中心坐标；
（3）导入激光跟踪仪，分别对底面和墙面进行打点和弹线；
（4）使用专用工装，在防潮层表面划出螺柱的位置。
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图5：底面角区划线 图6：墙面中心线划线
3.3 螺柱及楔块安装
划线完成后，按如下方法安装螺柱：
（1）使用钻机并将钻头置于中心，在标记处打孔（可使用样板）；
（2）使用配备特定工具的钻机，将锚片固定到位；
（3）螺杆上涂胶，拧入罐壁上的膨胀套管；
（4）使用扭力扳手将螺杆拧紧，胶水充分溢出；
（5）胶水硬化后，进行真空箱和拉力试验；
（6）螺柱安装完毕后，安装调整楔块（用于调整平整度）。
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图7：螺柱安装 图8：螺柱最终状态
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图9：螺柱真空箱试验
3.4 绝缘层的安装
楔块安装完成后，将分为5米以上和5米以下区域分别安装绝缘层：
1）5米以上区域绝缘层的安装
（1）在安装绝缘板之前，需检查防潮层是否完好无损；
（2）检查罐壁的楔块平整度，角落区域使用模板；
（3）根据计算好的树脂类型，利用树脂机进行树脂涂布；
（4）利用吊篮，将模块运送到正确的位置并进行安装；
（5）使用扭力扳手进行螺柱固定，直到底板密贴楔块；
（6）检查模块之间的平整度，确保在公差范围之内；
（7）填充绝缘板之间的绝缘及螺柱孔处的泡沫塞。
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图10：绝缘板安装
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图11：底面主层绝缘板的安装
2）5米以下区域绝缘层的安装
（1）5米以下区域设计为双层绝缘，在施工上工艺更为复杂：
（2）第一层绝缘板安装结束（同上）。
（3）使用手动或自动粘连机，对第一层次屏蔽进行粘连；
（4）使用真空箱和声音试验进行漏点确认；
（5）安装第二层绝缘板，即主层绝缘板。
3.5 主层薄膜安装
在安装完绝缘层之后，开始安装主层薄膜，即不锈钢波纹板。
波纹板及连接件安装的各步骤如下：
（1）使用激光跟踪仪找出底面和墙面的中心线，划出波纹板边线；
（2）根据图纸顺序装配波纹板，内侧与绝缘板上锚固条采用间断焊；
（3）波纹板之间的间距必须严格控制；
（4）角落区域的连接件，应当在边界波纹板焊接结束后进行安装；
（5）中间区域的平直区域，可以采用自动焊；
注：为减少施工时间，波纹板可提前使用工装进行预组装。
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图12：主层薄膜安装
4、结束语
我国在LNG运输船上已经成熟应用薄膜罐技术，但陆罐技术应用仍是空白但是近年来薄膜罐作为一种新的储罐型式在国内受到业主的青睐，2020年8月11日，国内首座陆上LNG薄膜罐项目—华港燃气集团河间LNG调峰储备库工程签约发布会在上海举行，来自全国各省、市、自治区30余家燃气企业、协会和法国驻上海总领事馆相关负责人共计60余人参加了签约发布会。目前，该项目已完成前期桩基施工，即将全面进入薄膜罐主体施工阶段，计划2021年9月份竣工验收。中国石油工程建设有限公司华北分公司，作为陆上LNG薄膜罐建设领域的先行者，将持续深化各方合作，着力打造“薄膜罐建造专家”团队，致力于填补国内LNG技术领域的空白，带动大型LNG薄膜储罐技术在国内的推广，加快薄膜罐设备、材料国产化进程，努力成为陆上LNG薄膜罐建造的领跑者。