50000M^3LNG储罐膨胀珍珠岩充填技术

新技术研究与推广　ｌ　ＩＮＳＴＡＬＬＡＴＩＯＮ　
５　００００ｍ３ＬＮＧ　
储罐膨胀珍珠岩　填技术　

秦凯凯俞祖明　倪家利　吴明华　
（上海莺湖制冷设备安装有限公司　上海２００２３２）　

摘　要：５００００ｍ　ＬＮＧ储罐其内、外罐之间的环形空间，需充填膨胀珍珠岩作绝热材料，本丈介绍的珍珠岩矿砂现场膨胀、充填、振　
实　检查等技术，减少了膨胀珍珠岩颗粒的破损及绝热层中湿度的增加，从而保证了膨胀珍珠岩的绝热性能。　
关键词：膨胀珍珠岩；膨胀设备；振实；质量检测　
中图分类号：ＴＵ４７２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　００２—３６０７（２００９）１　２－００３９—０３　

１、概述　
两台５００００ｍ。ＬＮＧ储罐是上海燃气集团ＬＮＧ事故备用　
站扩建工程中的关键设备。其结构形式为全包容式，　
设计温度为一１６８℃，蒸发损耗量为０．０８ｖｏ１％／天。为　
保证储罐的正常运行，内、外罐之问必须有良好的　
绝热性能。　
储罐外罐为预应力钢筋混凝土罐壁，内衬蒸汽隔　
离壁板；外罐内径　５４．８ｍ，罐壁高度２９．３ｍ。储罐内　
罐由９％Ｎｉ钢制造，内径　５２．５ｍ，高度２６．７３ｍ。内、外　
罐之间距离为１．１５ｍ，其环形空间大小为５２７０ｍ３，需充　
填膨胀珍珠岩作绝热材料。　
为保证膨胀珍珠岩的绝热性能，现场设置两台可　
移动式珍珠岩膨胀炉，用０＃柴油燃烧，将珍珠岩矿砂　
膨胀后，用气流输送方式，通过输送管，将膨胀珍珠　
岩经灌顶上的４０只充填［＿ｌ，充入ＬＮＧ储罐的环形　问，　再用电磁震动器将其振实到密度要求。用这种方法，　减少了包装、运输、仓储、装填过程中可能造成的颗　粒破损和含水量的增加，从而保证了膨胀珍珠岩的绝　热性能，同时也减少了对环境的污染。　２、工艺流程　珍珠岩膨胀机　３、材料　珍珠岩矿砂（天然玻璃质火山岩，主要成分为二　
氧化硅、三氧化二铝等）经迅速加热膨胀后得到。　
现场使用的珍珠岩由中国制造，审查其质保书，　
结果符合标准要求：　

４、施工准备　
ａ、珍珠岩充填施工前，罐壁夹层中包括弹性毡　
在内的所有安装工作必须已经完工，内罐的弹性绝热　
毡和玻璃布均施工完毕，罐顶封闭完好；　
ｂ、充填施工前应设置珍珠岩防护围裙，内罐顶　
部的保温施工应在珍珠岩充填施工结束后进行；　
Ｃ、所有通往内罐的开孔应全部封闭以防止珍珠　

１ＮＳＴＡＬＬＡＴ１ＯＮ　３９　
ＩＮＳＴＡＬＬＡＴＩＯＮ　ｌ新技术研究与推广　
Ｃｏｍｐａｃｔｄ　Ｍｏｉｓｔｕｒｅ　
Ｉｔｅｍ　ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｇｒａｉｎ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ（％Ｗｅｔ　Ｒｅｔａｉｎｅｄ）　Ｃ
ｏｎｔｅｎｔ　Ｋｇ／ｍ　

ＭａｘＯ．５　
＋１．１８Ｏ　１．１８～Ｏ．８５　Ｏ．８５～０．６Ｏ　０．６０～０．３０　０．３０～０．０Ｉ５　—０．０ｌ５　％ｂｙ　
Ｗｅｉｇｈｔ　Ｓ
ｔａｎｄａｒｄ　４８～６５　

Ｍｉｎ　Ｏ　０　５　１５　１０　０　
Ｍａｘ　ｌ０　２５　３５　５０　４０　３０　
２２３／９８４　５８．１　％　２　ｌｌ　ｌ７　２８　２９　２３　Ｏ．１　
３１３／９８４　６１．５　％　ｌ　５　１６　３３　２ｌ　２４　Ｏ．Ｏ　
４１２／９８４　６Ｏ．３　％　１　６　１２　３３　２３　２５　Ｏ．Ｏ　
５３１／９８４　５９．５　％　２　ｌＯ　ｌ８　３ｌ　２２　ｌ７　Ｏ．０　
６５０／９８４　６Ｏ．１　％　２　１１　２０　３４　１８　ｌ５　０．０　

岩粉末的飘入；　
ｄ、施工前应对测温热电偶及其连接线路进行必　
要的测试并保证状态良好。　

５、施工用设备　
ａ、珍珠岩膨胀炉　
施工现场将设置两台可移动式珍珠岩卧式膨胀　
炉，膨胀过程使用的燃料为０＃柴油；　
ｂ、袋式集料器　
每台珍珠岩现场膨胀自动充填装置均包括一个袋　
式除尘集料器、一套热交换器和一套物料输送装置。　
另外配置一台空压机用于提供珍珠岩输送所需的空气　
动力源。　
Ｃ、物料输送　
膨胀后的珍珠岩经过热交换器后进入袋式除尘集　
料器，并通过旋转下料阀进入输送罐与压缩空气混　
合，然后，压缩气体包裹着物料经输送管道充填入绝　
热夹层中。通过事先设定，输送至绝热夹层中的物料　
温度要略高于周围大气环境的温度，因此，无须担心　
空气中的水分会被吸入膨胀后的珍珠岩中从而增加产　
品的含水量。　
ｄ、振实器　
为减少储罐使用过程中膨胀珍珠岩的自然沉降，　
需要在装填过程中使用内部（罐体绝热夹层内）振动　
器进行强制性振动使膨胀珍珠岩有一个合理的装填密　
度。　
这套装置是由通过罐顶轨道链轮、链索连接的一　
个或多个托盘与震动电机、震动棒组合而成的。使用　
时将其浸入需振实的膨胀珍珠岩粉末中。　

６、膨胀填充过程　
ａ、作业过程　
珍珠岩膨胀充填施工是　
个２４４＇时不间断的连续作　
业过程。　
珍珠岩膨胀炉、输送器及　
其他附属设备应全部与地面牢　
固连接，输送管道也是在地面　
稳固后与设备装置连接。　
充填施工过程中要对产品　
的松散密度、振实密度、力度　
级配、含水量和导热系数按照ＩＮＣＯＭ　ＩＰＳ　Ｃ５０１标准方　
法进行检测，检测结果进行记录。其中，导热系数项　
须委托权威机构进行检测。　
基于产品质量检测结果，现场作业工程师将通过　
调整燃油量、气压、投料量、炉体转速、风量等基本　
参数以确保产品质量。　
外罐顶部开口应严格封闭，防止雨水等湿气进　
入罐内。　
ｂ、充填施工　
膨胀珍珠岩是由一个完全封闭的管道通过罐项的　
人孔被输送到罐体绝热夹层中的。　
全封闭的输送系统从根本上排除了自珍珠岩离　
开膨胀炉后直至充填进绝热夹层的过程中外部时期　
侵入的热核可能性，确保产品含水率在可接受的范　
围内。　
在整个充填施工过程中，根据充填高度的变化而　
不断调整和变换充填口，以保证震动器的合理安置和　
震动作业的进行。每次的充填高度为２．５米为佳，最大　
高度落差不应大于４米。　
充填程序：　

ｃ、振实　
珍珠岩的振实作业是伴随着珍珠岩的充填作业同　

４０　２００９年第１２Ｊ￣Ｊ　
步进行的。震动器每次应彻底充分地放入珍珠岩中，　
操作时间不应少于３分钟，每次提起后更换位置时，应　
确保其垂直放入，整个过程持续至确保整个环形夹层　
内的珍珠岩被全部振实为止。　
振实设备配置图　

７、填充结果　
ａ、填充进度　

罐号　填充时间　珍珠岩用量　膨胀珍珠岩体积　
２＃罐　２００８．８．１４～８．２７　３６２ｔ　９４８５．４ｍｓ　
３＃罐　２００８．９．Ｏ３～９．１６　３４８ｔ　９３１３．２ｍ　
注：实际用轻柴油约１ｔＯｔ　

ｂ、振实密度及粒度分布检查（每８小时检查一　
次）　
（１）松散密度　
将完全自然松散状态下的膨胀珍珠岩倒入内壁光　
洁的０．００２Ｃ（内径１０８ｍｍ，高２１８ｒａｍ）金属量筒中，用直　
尺刮平，用精度为０．１ｇ的天平测量其重量，然后计算　
松散密度。　
（２）振实密度　
将膨胀珍珠岩倒满量筒并刮平后，利用特制振动　
仪将量筒提升至７５ｒａｍ高度后使其自由下落至５ｍｍ的橡胶　
板上，每５０次后添加试样，直至试样没有明显沉降为　
止，称重后计算振实密度。　
（３）粒度分布　
取样后倒入装有筛孔规格分别为１．１　８ｍｍ、　
０．１５ｍｍ（美国标准筛）的筛分仪内，按１５０次／分钟的　
频率进行振动，使物料充分筛分，然后分别测量试样　
重量，计算筛余量和通过量。　
（４）检查结果　

松散密度　振实密度　粒度分布％（筛孔：ｍｍ）　
罐号　ｋ
ｇ／ｍ　ｋｇ／ｍ　１
１８　１．１８／０．８５　０．８５／０．６　０．６／０．３　０．３／Ｏ．１５　Ｏ．１５　

标准　４８～６５　０～１Ｏ　Ｏ～２５　５～３５　１５～５０　１Ｏ～４０　Ｏ－－３０　
２＃罐　３６～４１　５０～５７　Ｏ　８～１６　２８～３２　３６～４Ｏ　１Ｏ－－２２　２－－８　
３＃罐　３５．５～４２　４９．３～５８　Ｏ－－１　ｌ０～２０　２８～３５　３０～４２　１Ｏ～１６　２～９　

Ｃ、导热系数、含水率及有机物含量测定　
请上海同济建设工程质量检测站进行。　

导热系数　
项目　温度　密度（ｋｇ／ｍ’）　导热系数（ｗ／ｍ·ｋ）　
标准值　２Ｏ℃　４８～６５　≤０．０４４　
测定值　０℃　４９　６５　０．０３９２　０．０３９８　

密度含水率及有机物含量　
堆积密度　压实密度　项目　含水率％　有机物含量％　
（ｋｇ／ｍ　）　（ｋｇ／ｍ３）　
标准值　Ｍａｘ：０．５　４８～６５　Ｍａｘ：０．１　
测定值　０．３２～Ｏ．４８　３８．５～４Ｏ．２　６０．３～６４．８　Ｏ．Ｏ１５８～Ｏ．０２０６　

施工现场平面布置图　
现场充填膨胀珍珠岩机具地方约ｌｏｏｍ＂　
道路　

８、结语　
ａ、本工程中２台５００００ｍ　ＬＮＧ储罐膨胀珍珠岩的　
填充采用现场膨胀后用压缩空气输送填充的方法是成　
功的，经各项指标的检查测定，如振实密度，粒度分　
布，导热系数，含水量及有机物含量等，均达到标准　
要求，因此珍珠岩膨胀的质量良好。　
ｂ、本工程中现场珍珠岩膨胀用设备均用国内的　
设备，我们有能力承担ＬＮＧ储罐的全部绝热工作。　
Ｃ、珍珠岩矿石是中国产品，质量良好，为我国　
以后建造类似储罐提供选择。　

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