16万m3储罐拱顶气吹升顶

中国五环工程有限公司海南LNG储罐工程1海南LNG项目储罐工程16万M3储罐拱顶气吹顶升中国五环工程有限公司海南LNG储罐工程2目录1.储罐拱顶简述................................................................................................12.储罐拱顶作业流程.........................................................................................13.气吹顶升参数................................................................................................13.1气吹总重量..........................................................................................23.2风压计算.............................................................................................23.3风机选择.............................................................................................34.气吹顶升组成................................................................................................44.1平衡系统..............................................................................................44.2风送系统..............................................................................................54.3密封系统..............................................................................................64.4监视测量系统.......................................................................................65.气吹顶升的组织及分工..................................................................................76.气吹顶升........................................................................................................76.1预顶升..................................................................................................86.2正式顶升.............................................................................................87.气吹顶升的HSE管理....................................................................................88.结束语...........................................................................................................9附件一拱顶制作流程.....................................................................................10附件二相关图片............................................................................................11中国五环工程有限公司海南LNG储罐工程116万m3储罐拱顶气吹升顶1.储罐拱顶简述16万m3LNG低温储罐拱顶组成可分为三部分，12片大型拱顶预制块，12片小型拱顶预制块，另外加直径φ6000mm的中心环，大型拱顶预制块与小型拱顶预制块交错均匀布置，拱顶组成图见图一。拱顶块总重293.7T，其中大型拱顶预制块每片16.1T，小型拱顶预制块每片8.2T，中心环2.84T。整个拱顶由材质为S275J2的钢板和材质S355J2的H型钢现场焊接而成，焊接全部采用手工电弧焊。拱顶施工分为预制、储存和安装三个阶段，其中预制、储存工作在罐外进行，所需时间约30天，预制时采用25T汽车吊进行拱顶块的组装，拱顶块预制完后临时储存在储罐的周围，大（小）型拱顶块每3块堆放在一起，分为4个堆放点分布在储罐的四周，拱顶储存采用70T履带吊运输至预定位置存放。拱顶块安装就位采用260T履带吊从罐外吊入罐内进行组对、安装，中心环采用土建分包商的塔吊配合进行吊装就位，整个安装过程时间约35天。拱顶块在罐底部安装焊接完成后用鼓风机进行气吹顶升把整个拱顶从罐底部提升至罐顶部，整个提升时间约200min，在拱顶升至罐顶部后完成拱顶块与承压环的焊接固定。2.储罐拱顶作业流程拱顶作业的工作流程见附件一。3.气吹顶升参数拱顶安装焊接完成之后，需要将拱顶从罐底部利用气吹法顶升至罐顶部，在气吹顶升前除拱顶完成外，其他的相关工作（如铝吊顶，承压环安装）都已经完成。中国五环工程有限公司海南LNG储罐工程23.1气吹总重量气吹顶升重量包括拱顶和接管重量、铝吊顶重量、临时材料和配重等，见表一，计算如下：气吹总重量计算G总=(M1+M2+M3+M4)×g=（409.7+88.1+13.7+22.7）×9.8=5235KN式中：G总——吹顶总重G——力学常数，取9.8N/kgM1——拱顶梁和拱顶衬板重量M2——铝吊顶和拉杆重量M3——拱顶接管和套筒重量M4——铝吊顶和拉杆重量考虑顶升时拱顶与混凝土墙之间的摩擦力，拱顶总重量取5500KN。表一拱顶顶升时的重量计算序号构件名称重量备注1拱顶梁和拱顶衬板409.7T包括内外侧轨道梁的重量2铝吊顶和拉杆88.1T包括铝吊顶走道重量3拱顶接管和套筒13.7T4施工用临时设备和吹顶配重22.7T3.2风压计算吹顶时平衡压力计算：P平=G总/S=4G总/πD2=4×5500×103/（3.14×78.322）=1142.2Pa=116.5mm水柱式中：P平——平衡风压中国五环工程有限公司海南LNG储罐工程3G总——吹顶总重S——吹顶时拱顶受力面积（拱顶的投影面积）D——混凝土罐壁内径在气吹顶升过程中，由于需克服拱顶密封玻璃布和混凝土墙壁之间产生动摩擦力，因此在拱顶上升时其实际气压应大于116.5mm水柱，即顶升风压按120mm水柱。3.3风机选择在拱顶匀速上升时，其顶升压力基本保持不变，拱顶安装的密封玻璃布和混凝土墙壁之间的摩擦力也是恒定的，此时整个拱顶系统处于动态的平衡，此时考虑单位时间1min内拱顶体积的变化来计算风量，风量的计算应以吹顶时最大提升速度来考虑，整个升顶过程中温度可假定为恒定不变的,由此可得：进风量Q0=ΔQ(P顶+P0)/P0ΔQ=ΔHS式中：Q0——初始计算风量ΔQ——单位时间1min内体积增加量ΔH——单位时间1min内高度上升量S——拱顶水平投影面积V大——最大上升速度（见表二）P顶——顶升压力（见表二）P0——标准大气压力（取101.325Pa）ΔQ=ΔHS=V大S=300×10-3×3.14×78.322=1444.56m3P顶=120×10-3×9.8=0.1176PaQ0=1444.56×(0.1176+101.325)/101.325=1446.24m3/min考虑到升顶过程中不可避免的有空气向外泄露，根据类似项目经验取35%的漏风量，则风机风量为：Q1=(1+35%)Q0=1.35×1446.24=1952m3/min中国五环工程有限公司海南LNG储罐工程4式中：Q0—初始计算风量Q1—考虑泄露量后的计算风量，即风机风量因此选用的风机风量大于1952m3/min即能满足气吹顶升的要求。表二气吹顶升主要参数一览表序号项目气吹顶升参数备注1吹顶总重5500KN包括顶升时拱顶与混凝土墙之间的摩擦力2提升总高度39888mm3平衡压力116.5mm水柱4顶升压力120mm水柱5平均提升速度200mm/min6最大提升速度300mm/min7顶升持续时间200min8进气速度1952m3/min考虑了顶升时35%的漏风量4.气吹顶升组成拱顶气吹顶升主要包括4大系统，即平衡系统、风送系统、密封系统和监视测量系统。4.1平衡系统平衡系统包括平衡配重系统和平衡校正系统。4.1.1平衡配重系统为了保证气吹顶升时拱顶的平稳升起，必须保证整个拱顶重量的对称分布。拱顶和铝吊顶本身重量本身就是对称分布的，但是铝吊顶通道，拱顶接管和套筒中国五环工程有限公司海南LNG储罐工程5的分布却不是对称分布，而且在气吹顶升前都已经安装完毕，可以利用铝吊顶盖板，施工用临时设备（如电动葫芦，配电箱，电焊机等）放置在铝吊顶上来调整配重；在拱顶上配置土建施工用的钢筋来调整配重，以达到整个拱顶的重量平衡。4.1.2平衡校正系统平衡校正系统共24套，沿圆周均匀分布，主要包括T型架，底部中心固定块，中心滑轮，导向滑轮，开口滑轮以及钢丝绳，平衡校正系统详细构成见表三。表三平衡校正系统构件表序号构件名称说明备注1底部中心固定块固定块设置于罐底部中心，由钢管和H型钢组成，通过事先预埋在混凝土里的地脚螺栓连接固定在罐底部，是钢丝绳的固定装置，钢丝绳缠绕固定在底部中心固定块见图二2中心滑轮组中心滑轮组由24个滑轮组成，焊接在拱顶中心放空管上，用来改变钢丝绳的方向见图三3导向滑轮导向滑轮总共48个，分两处焊接在拱顶上，一处位于投影半径R15350mm（24个），另一处位于投影半径R28000mm（24个），用来支撑钢丝绳，减少摩擦力见图四4开口滑轮开口滑轮与临时吊耳连接，设置于拱顶上投影半径R39063mm，总共24个，用来改变钢丝绳的方向见图五5T型架总共24个，焊接在承压环上，作为钢丝绳的支撑见图六6钢丝绳1-5号构件通过钢丝绳连接形成完整的气吹顶升平衡校正装置，分别在00、900、1800、2700安装4个拉力计，拉力计预紧力为13KN见图六4.2风送系统风送系统包括供电系统和风机系统。供电系统采用双回路，即由2台发电机和市电组成，可以进行切换；风机系统由4台鼓风机（2台备用），4台控制柜（与鼓风机配套使用）、4组风道（与鼓风机配套）和风量控制阀组成。4组风道通过临时大门洞口与罐内相连，在风道上需要设置紧急闸阀，鼓风机需要固定于地面上防止运转时震动，在小门洞口设置人行通道以便在气吹顶升时人员进出罐内；在顶升前需要提前调试好鼓风机并做好调试记录。风送系统通过向罐内不停的输送压缩空气，当罐内空气压力达到顶升平衡压中国五环工程有限公司海南LNG储罐工程6力时，拱顶开始上升。4.3密封系统密封系统分为三大部分4.3.1拱顶开孔密封已经安装在拱顶上的接管和套筒都都要用盲板密封住，对于带法兰的接管可以用盲板加临时垫片密