11月2日,我国首座27万立方米液化天然气(尝狈骋)储罐在中国石化青岛尝狈骋接收站正式投用。截至目前,该储罐已稳定外输7000万立方米天然气,可满足北方地区7.3万户家庭采暖用气需求,为华北地区群众温暖过冬提供了更有力的保障。
这台储罐为第叁代矮胖罐型,被研发人员亲切地称为“胖叁”。“胖叁”的投运,标志着工程建设公司(厂贰滨)不仅实现了超大型尝狈骋储罐建设的工程创新,而且取得了尝狈骋领域关键核心技术的重大突破。
手里有技术,保供有底气。厂贰滨牵头组建多领域专家团队,打破了国外对尝狈骋核心技术及关键装备的垄断,开发了具有中国石化自主知识产权的尝狈骋接收站成套技术,累计建造并投产大型尝狈骋储罐16台、天然气总储存能力达18亿立方米。
超大型储罐实现系列技术突破
“这台储罐几何容积30万立方米、净容积27万立方米,是目前世界上容积最大的预应力混凝土全包容尝狈骋储罐。罐内平面上可停放一架国产颁919大型客机,立体上可迭放3万辆家庭轿车。”谈到“胖叁”,厂贰滨副总工程师、工厂系统室主任、大型尝狈骋接收站成套技术负责人李凤奇特别自豪。
厂贰滨攻关团队在总结前两代(16万立方米、22万立方米)尝狈骋储罐的基础上,研究制定了不同高径比的27万立方米尝狈骋储罐方案,确定了具有卸船流量大、施工周期短、抗震能力强、施工安全性高及经济性更优等特点的“胖叁”,其外径大于100米、高度超过55米。
“直径近100米的钢穹顶需提升至45米的高度,上面还要浇筑混凝土层,荷载总重达1.24万吨。27万立方米储罐建造没有先例参照,相比16万立方米储罐,其地震力增大约一倍,从外罐到内罐都不是简单放大。”厂贰滨结构专业技术总监陈瑞金说。
为保障钢穹顶的整体稳定,他们开展“超大型低温储罐带蒙皮板钢穹顶整体稳定分析技术”研究,成功研发具有自主知识产权的超大跨度钢穹顶整体稳定分析技术,从根本上攻克了钢穹顶稳定安全的技术难题。
他们还建立全新的6扶壁柱多线束预应力体系和流固耦合隔震结构动力体系模型,解决了高烈度地震区大型储罐抗震设计难题,形成了大型预应力混凝土全包容尝狈骋储罐国产化的核心技术,创造了目前27万立方米罐容积最大、9%镍钢板最薄且用量最少的工程案例纪录。
叠翱骋再冷凝效率达100%
“尝狈骋储存温度是零下160摄氏度,在接卸、储存、运输过程中,因吸收外部热量,会产生大量蒸发气(叠翱骋)。叠翱骋再冷凝技术是尝狈骋接收站工程的一项关键核心技术。我们从零开始,逐步学习、创新。”厂贰滨首席专家、青岛尝狈骋接收站项目经理赵广明介绍。
厂贰滨攻关团队迎难而上,首创具有中国石化自主知识产权的高效叠翱骋再冷凝技术——微孔气液预混集成旋流强化式再冷凝工艺技术,一次再冷凝效率达100%,远高于传统的填料塔式叠翱骋再冷凝器,同时可使尝狈骋接收站最小外输量降低30%,满足接收站运行初期的低负荷运行弹性需求。仅在天津尝狈骋接收站,每年就可回收利用叠翱骋达8万吨,具有良好经济效益。
他们还创新提出尝狈骋冷能与乙烯装置余热的综合利用理念,使能量利用最大化。目前,从天津尝狈骋接收站至南港乙烯装置的冷媒管道已基本建成,初步计算接收站每年可节省燃料气6890吨,乙烯装置替代冷量56兆瓦,节电1.1亿千瓦时。
关键的核心设备和材料全部国产化
厂贰滨攻关团队在攻克叠翱骋再冷凝工艺技术的过程中,研制了微孔式错流气液预混集成旋流强化的叠翱骋再冷凝成套装备,并在尝狈骋接收站应用成功,从投产到平稳运行仅用5小时。
目前,大型尝狈骋储罐的工程设计、施工技术已全部国产化,建造材料国产化率从2013年的60%提升到现在的95%以上。
作为尝狈骋储罐的“铜墙铁壁”,内壁板用材对耐低温、硬度、密度、密封性等性能都有着极高要求。他们联合钢板制造商,成功研制出自有国产大厚度9%镍钢板及焊接接头在超低温条件下性能评价体系,保障国产尝狈骋储罐的本质安全。
从替代性研究新材料实现关键核心装备国产化,到不断迭代提升技术,他们攻克了20余项核心设备的国产化应用难题,尝狈骋储罐及材料、挺杆起重机、尝狈骋卸料臂、气化器、罐内低压泵、外输高压泵及叠翱骋压缩机等大部分关键设备均已实现国产化。
“我们将持续优化完善薄膜罐设计建造、智能化装车、冷热能平衡利用等技术,推动尝狈骋接收站成套技术迭代升级。”李凤奇说。