一种LNG储罐膨胀珍珠岩在线补填方法

技术领域

本发明涉及液化天然气低温存储技术领域，尤其是涉及一种LNG储罐膨胀珍珠岩在线补填方法。

背景技术

大型LNG储罐是LNG接收站最重要的设施也是投资最高的单体设施。LNG储罐均采用膨胀珍珠岩进行绝热保冷，以保持LNG储罐的保冷性能满足设计要求。

随着运营周期的延长，保冷用膨胀珍珠岩均会出现一定程度的不均匀沉降，影响储罐的保冷性能，严重时将时使储罐外罐内壁的碳钢产生脆性影响，缩短储罐的使用寿命，为避免低温对储罐外罐内壁产生的脆性影响，严重将导致储罐失效和储罐保冷性能下降引起BOG蒸发量增加，须及时对储罐膨胀珍珠岩进行补填。

在役LNG储罐膨胀珍珠岩出现沉降进行填充时需要将储罐罐压降至低限值以下大量电耗损失、储罐BOG大量放空损失、作业时低温气体泄漏的安全风险和因罐压控制影响正常接卸船计划的问题和难点，如果要LNG储罐在线状态下，人员无法进入储罐内部进行测量，导致超填的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种避免能源损耗、解决超填问题的LNG储罐膨胀珍珠岩在线补填方法。

本发明提供一种LNG储罐膨胀珍珠岩在线补填方法，包括以下步骤：

S1,判断膨胀珍珠岩沉降高度；

S2,建立膨胀珍珠岩理论补填量计算模型；

S3,通过填充系统输送膨胀珍珠岩至补填位置；

S4，测量膨胀珍珠岩补填后高度。

进一步地，在S1中，通过红外热成像技术与外罐标尺的方式测量储罐膨胀珍珠岩沉降位置。

进一步地，在储罐外壁不低于20米的距离进行储罐外壁360°热成像扫描，对每个填充口进行拍照，同时，有一人站在拍照的填充口处沿着外罐壁放一标尺，根据热成像仪上显示的温差位置结合标尺的刻度，标示出每个填充口的下沉高度。

进一步地，测量每个填充口的下沉高度后，结合LNG储罐的建筑图纸对LNG储罐膨胀珍珠岩沉降进行有限元分析。

进一步地，膨胀珍珠岩理论补填量计算模型在有限元分析的基础上建立。

进一步地，根据膨胀珍珠岩理论补填量计算模型将补填空间分割为五个区域。

进一步地，第一区域的体积：

第二区域的体积：

第三区域的体积：

第四区域的体积：

第五区域的体积：

式中：

R

R

R

R

R

R

H

H

H

H

H

进一步地，S3中的填充系统包括通过输送管道与LNG储罐连接的移送料罐，所述移送料罐连接有氮气气包，所述输送管道的一端安装在所述移送料罐的底部，所述输送管道的另一端安装在所述LNG储罐顶部填充口的球阀上。

进一步地，所述输送管道为透明防静电高耐磨管道，所述氮气气包上安装有启动控制箱，所述氮气气包的进气端连接有氮气气源。

进一步地，所述填充口处安装有高度测量装置，所述高度测量装置包括密闭外壳和卷尺，所述卷尺安装在所述密闭外壳内部，所述卷尺的伸缩端安装有重物，所述卷尺的伸缩端经过所述填充口竖直伸入所述LNG储罐内部；在S4中，通过所述高度测量装置测量膨胀珍珠岩补填后高度。

本发明操作安全，避免人员进入储罐内部，避免出现超填的情况，达到补填的要求和预期效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的步骤图；

图2为本发明的补填空间截面图；

图3为本发明的填充系统示意图；

附图标记说明：

图中：1-LNG储罐、11-外墙、12-内罐、13-弹性棉毡、14-玻璃棉绝缘层、15-玻璃围布挡墙、2-膨胀珍珠岩、21-第一区域、22-第二区域、23-第三区域、24-第四区域、25-第五区域、3-输送管道、4-移送料罐、5-氮气气包、51-启动控制箱、52-输气管道、6-填充口、61-球阀；

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1-图3所示：

一种LNG储罐膨胀珍珠岩在线补填方法，包括以下步骤：S1,判断膨胀珍珠岩2沉降高度；S2,建立膨胀珍珠岩理论补填量计算模型；S3,通过填充系统输送膨胀珍珠岩至补填位置；S4，测量膨胀珍珠岩补填后高度。

如图2和图3所示，LNG储罐1包括内罐12和外部的混凝土外墙11，内罐12与外墙11之间填充有膨胀珍珠岩2，内罐12的外壁上还设置有玻璃纤维弹性棉毡13，内罐12顶部设有玻璃棉绝缘层14和玻璃围布挡墙15，使得膨胀珍珠岩2的填充空间为环形，外墙11上安装有38个呈环形布置且延伸至填充空间的填充口6。

由于储罐1已投入运营，无法开启储罐1进行勘测且储罐1内部无可窥视系统和监测设施，无法判断储罐1内环形空间膨胀珍珠岩2沉降情况和对储罐1内部结构的影响。

因此，在S1中，通过红外热成像技术与外罐标尺的方式测量储罐1膨胀珍珠岩2沉降位置。

在LNG储罐1外壁20米以上的距离进行储罐1外壁360°热成像扫描，对每个填充口6进行拍照，同时，有一人站在拍照的填充口6处沿着外罐壁放一标尺。根据热成像仪上显示的温差位置结合标尺的刻度，标示出每个填充口6的下沉高度。

选取38点(每个填充口6对应1个拍照点)拍照，可以覆盖全部横向区域。准确检查出储罐1漏冷具体方位、漏冷面积、漏冷程度、漏冷分布状态和膨胀珍珠岩2沉降的位置，为下一步补填工作提供科学依据。

S2中，测量每个填充口6的下沉高度后，结合LNG储罐1的建筑图纸对LNG储罐1膨胀珍珠岩2沉降进行有限元分析。

S3中，膨胀珍珠岩2理论补填量计算模型是在有限元分析的基础上建立的。

如图2所示，根据膨胀珍珠岩2理论补填量计算模型将补填空间分割为五个区域，分别为第一区域21、第二区域22、第三区域23、第四区域24和第五区域25，沉降后的膨胀珍珠岩2表面虽有凹凸，但其范围较小，表面近乎平面，误差忽略不计。

五个区域的体积分别为：

第一区域21的体积：

第二区域22的体积：

第三区域23的体积：

第四区域24的体积：

第五区域25的体积：

式中：

R

R

R

R

R

R

H

H

H

H

H

累计所有填充口6填充空间体积V＝V1+V2+V3+V4+V5。

如图3所示，S3中的填充系统包括通过输送管道3与LNG储罐1连接的移送料罐4，移送料罐4通过输气管道52连接有氮气气包5，输送管道3的一端安装在移送料罐4的底部，输送管道3的另一端安装在LNG储罐1顶部填充口6的球阀61上。

输送管道3为透明防静电高耐磨管道，若出现膨胀珍珠岩2堵塞时，可及时准确判断膨胀珍珠岩2的位置；氮气气包5上安装有启动控制箱51，氮气气包5的进气端连接有氮气气源。

输气管道52和输送管道3上还设置有压力变送器、调节阀门等部件，能够实现管道连通和关闭即可，此处不做过多阐述。

通过在不同氮气输送压力下，结合输送距离，对膨胀珍珠岩2产品性能影响的研究和对补填效率的研究，LNG储罐1压力为15～20kPa时，氮气输送压力为35～50kPa。

本实施例中，经各项参数计算得到：

第一区域21的填充空间体积为233.22立方米，其实际输送填充约326.51立方米填充物；

第二区域22的填充空间体积为36.1立方米，其实际输送填充约50.54立方米填充物；

第三区域23的填充空间体积为742.74立方米，其实际输送填充约1039.84立方米填充物；

第四区域24的填充空间体积为167立方米，其实际输送填充约233.8立方米填充物；

第五区域25的填充空间体积为105.77立方米，其实际输送填充约148.01立方米填充物；

合计填充空间计算的填充空间体积为1284.83立方米，其实际总输送填充了约1798.76立方米的填充物。

本实施例采用氮气作为驱动源输送膨胀珍珠岩2进行补填，膨胀珍珠岩理论补填量为膨胀珍珠岩2和氮气的合计，经计算获取，膨胀珍珠岩理论补填量约为填充空间体积的1.4倍。

填充口6处安装有高度测量装置，高度测量装置包括密闭外壳和卷尺，卷尺安装在密闭外壳内部，卷尺的伸缩端安装有重物，卷尺的伸缩端经过填充口6竖直伸入LNG储罐1内部；在S4中，通过高度测量装置测量膨胀珍珠岩2补填后高度，测量后进行数据记录，完成在线补填工作。

本发明操作安全，替代储罐降压进行测量的传统方法，减小能源损耗，避免人员进入储罐内部，避免出现超填、膨胀珍珠岩进入内罐等异常情况，达到补填的要求和预期效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。