大型LNG儲(chǔ)罐膨脹珍珠巖現(xiàn)場填充技術(shù)

時(shí)間：2024-12-28作者：信陽金華蘭礦業(yè)有限公司瀏覽：861

珠光砂是一種由酸性火山玻璃質(zhì)熔巖經(jīng)破碎、預(yù)熱、焙燒膨脹而制成的具有多孔結(jié)構(gòu)的、白色粒狀松散材料、具有容量小、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好、不燃、無毒、無味、吸音等特性。廣泛應(yīng)用于空分設(shè)備、貯槽、石油、化工、造船等領(lǐng)域。

珠光砂（低溫力工程用膨脹珍珠巖）是由粉選精選小粒經(jīng)礦砂在垂直立窯以然氣作熱源，加熱膨脹所獲得的產(chǎn)品，其中加強(qiáng)型產(chǎn)品是在膨脹珍珠巖表面噴涂硅，形成憎水結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品色澤、容重、規(guī)格類似于普通膨脹珍珠巖。本產(chǎn)品主要用于大型低溫?zé)崃こ瘫貙邮┕ぃ缰蒲蹩辗謾C(jī)組、液氫、液氮、液氧冷凍運(yùn)輸車船等。本產(chǎn)品具有良好的低溫保溫性能，產(chǎn)品質(zhì)量歐洲船級(jí)社標(biāo)準(zhǔn)要求。

序 號(hào)	指標(biāo)名稱		標(biāo)號(hào) 單位	性能指標(biāo)
				50型	60型
1	松散密度		kg/m3	50	60
2	振實(shí)密度		kg/m3	60	70
3	粒度 （重量%比）	1.0mm通過量	%	1.0mm-0.05mm不少于90%	1.0mm-0.05mm不少于90%
		0.05mm通過量	%	0.05mm大值8%	0.05mm大值8%
4	質(zhì)量含水率（重量%比）		%	≤0.5	≤0.5-1
5	安息角（堆積高度100mm時(shí)）		0	33-37
6	裝填過程中密度的增加	手動(dòng)	%	≤25
		風(fēng)動(dòng)	%	≤35
7	導(dǎo)熱系數(shù)在（常壓溫度在77k-301k平均值）		W/m.k	0.022-0.025	0.023-0.026
8	使用溫度		℃	-200-800
注：表中松散密度，振實(shí)密度為大值




化學(xué)成份：

SiO2(%)	TiO2(%)	AlO3(%)	Fe2O3(%)	MnO(%)	MgO(%)	CaO(%)
72	0.09	12.31	0.54	0.06	0.14	1.00
K2O(%)	Na2O(%)	P2O3(%)	燒失量
4.67	3.29	0.04	4.94




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3大型LNG儲(chǔ)罐珍珠巖填充工藝

目前工業(yè)上常用的珍珠巖施工方法有兩種：人工填充法和施工現(xiàn)場膨脹填充法。

人工填充法：膨脹珍珠巖粉末在工廠中制作并包裝完畢后，運(yùn)輸至填充施工現(xiàn)場，然后再利用提升設(shè)備(提升機(jī)、吊車等)，將膨脹珍珠巖粉末提升至冷箱、儲(chǔ)罐等需要保冷設(shè)備的**部，采用人工方式裝填至內(nèi)、外層之間的夾層中。

施工現(xiàn)場膨脹填充法：珍珠巖原礦砂和設(shè)備設(shè)置在填充施工現(xiàn)場，直接在現(xiàn)場將珍珠巖原礦砂進(jìn)行膨脹，變成粉末狀后接著進(jìn)行填充施工。這種工藝下利用全封閉的空氣輸送裝置，直接將膨脹后經(jīng)檢測合格的膨脹珍珠巖粉末填充到冷箱、儲(chǔ)罐等需要保冷設(shè)備內(nèi)、外層之間的夾層中。

由于現(xiàn)場膨脹填充法采用了現(xiàn)場膨脹生產(chǎn)和氣力輸送管道直接填充，消除了膨脹珍珠巖與潮濕空氣接觸的機(jī)會(huì)，同時(shí)避免了人工填充方式因包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸所造成的對(duì)材料的破壞，大大降低了膨脹珍珠巖粉末受潮結(jié)塊從而影響保冷性能的概率。另外，此種方式避免了人工高空露天作業(yè)，既減少了對(duì)環(huán)境的粉塵污染，又大大提高了施工的安全性。

大型LNG儲(chǔ)罐對(duì)質(zhì)量要求較高，因此，普遍采用現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充法。

4現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工

4.1 施工前準(zhǔn)備工作

現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充前，需保證鋁吊頂邊緣珍珠巖擋板、吊頂封板等完成安裝，所有穿過吊頂?shù)墓艿涝谡渲閹r填充前都需要密封好，以防珍珠巖粉末通過這些管道開口飛入內(nèi)罐。人工檢查環(huán)形空間及吊頂無液態(tài)水、油漬及施工垃圾或雜物。珍珠巖填充前需完成儲(chǔ)罐氣壓試驗(yàn)，保證環(huán)形空間內(nèi)的管線、儀表等已安裝完畢。

4.2 珍珠巖膨脹過程

目前工業(yè)上常用的珍珠巖膨脹爐按燃料類型可分為電爐、煤粉爐、人工煤氣爐等。大型LNG儲(chǔ)罐采用現(xiàn)場膨脹填充，一般采用電爐型膨脹爐(見圖2)，直接采用電熱管為加熱體，噪聲小，不受現(xiàn)場燃料限制，膨脹工作溫度一般在850～950℃。

珍珠巖原礦砂被工人成袋定期放入膨脹爐進(jìn)料口，原礦砂在重力作用下落到膨脹爐底部，被加熱至850℃以上時(shí)，開始膨脹，體積增大，浮力增加。當(dāng)浮力過自身重力時(shí)，膨脹珍珠巖微小顆粒隨熾熱氣流上升。攜帶膨脹珍珠巖粉末的熱氣流通過膨脹爐中部的旋風(fēng)分離器后，分離出來的膨脹珍珠巖粉末排入到膨脹珍珠巖粉末鼓風(fēng)機(jī)輸送系統(tǒng)；而此時(shí)通過旋風(fēng)分離器后仍然攜帶少量珍珠巖粉塵的熱氣流繼續(xù)上升，通過**部氣體過濾器后粉塵氣流得到了凈化(以防止直接排放粉塵污染環(huán)境)，達(dá)標(biāo)后的氣體排放到大氣。進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)輸送系統(tǒng)的膨脹珍珠巖粉末被輸送到儲(chǔ)罐**部進(jìn)行環(huán)形空間填充。對(duì)于氣體過濾器，一般在進(jìn)行膨脹操作前對(duì)氣體過濾器進(jìn)行清洗，單臺(tái)儲(chǔ)罐膨脹珍珠巖填充施工期將近21d，一般不需要中途拆下來清洗。

輸送系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、管道、取樣槽組成。取樣槽位于輸送系統(tǒng)管道首端與膨脹爐出口向下管道連接處下方，用于定期對(duì)膨脹后的珍珠巖粉末取樣，進(jìn)行松散度、含水量、粒度等指標(biāo)檢測。

4.3膨脹珍珠巖填充

鼓風(fēng)機(jī)是膨脹珍珠巖輸送系統(tǒng)的主要設(shè)備(位于圖2中膨脹爐側(cè)下方位置，在圖2中被遮擋住)，作為輸送珍珠巖進(jìn)入罐內(nèi)環(huán)形空間的主要?jiǎng)恿υ矗隹趬毫σ话阍?0～100kPa。膨脹珍珠巖輸送管道由圖2中的不銹鋼管道和圖3中的罐**臨時(shí)軟管兩部分組成。不銹鋼管道沿著儲(chǔ)罐墻體爬升到儲(chǔ)罐**部，通過圖3中的罐**臨時(shí)軟管與罐**珍珠巖填充管嘴連接，對(duì)罐內(nèi)環(huán)形空間進(jìn)行填充。輸送系統(tǒng)安裝完成后，振搗設(shè)備、檢驗(yàn)吊籃通過外罐**上的直徑為1.3m的物料圓孔運(yùn)輸?shù)降蹴斶吘壄h(huán)形空間上方，并安裝在圖1中的施工單軌上，用于珍珠巖填充過程中振搗、運(yùn)送工人進(jìn)行檢驗(yàn)。

圖3中的儲(chǔ)罐**部填充管嘴為儲(chǔ)罐*性結(jié)構(gòu)，沿罐**邊緣均布，共48根，公稱直徑為150mm，從罐**延伸到鋼筋混凝土罐**下方300mm，每一根珍珠巖填充管嘴與施工單軌徑向坐標(biāo)稍微錯(cuò)開，避免珍珠巖填充階段施工單軌擋住珍珠巖下落到環(huán)形空間。

罐**48根填充管嘴依次按順序l～16、17～32、33～48號(hào)分為3組，3臺(tái)膨脹爐和填充設(shè)備分別對(duì)應(yīng)l6根填充管嘴，3組同時(shí)進(jìn)行填充。為了保證膨脹珍珠巖粉末填充均勻，一般采取奇數(shù)號(hào)、偶數(shù)號(hào)管嘴輪流填充的方式，即**行1、3、5、…、15，17、19、21、…、31，33、35、37、…、47號(hào)管嘴填充，再進(jìn)行2、4、6、…、16，18、20、22、…、32，34、36、38、…、48號(hào)管嘴填充。

輸送系統(tǒng)通過不銹鋼輸送管道、罐**臨時(shí)軟管、填充管嘴，把膨脹后的珍珠巖粉末填充到內(nèi)罐壁板外側(cè)彈性氈和外罐內(nèi)側(cè)之間的夾層空間。膨脹珍珠巖粉末會(huì)在重力的作用下落入填充區(qū)域。

當(dāng)珍珠巖的填充高度從內(nèi)罐邊緣底板高度計(jì)算達(dá)到5.0m時(shí)，將開始換奇數(shù)或偶數(shù)管嘴輪流進(jìn)、行填充，直到48個(gè)管嘴填充初始高度都達(dá)到5.0m。由于5.0m高度以下是熱角保護(hù)系統(tǒng)，空間較窄，且5.0m以下環(huán)形空間內(nèi)布置了很多儀表管線，因此，5.0m高度以下不進(jìn)行振搗操作。以后往上每次的填充高度到3.5m時(shí)停止填充，進(jìn)行一次振搗操作。振搗完成后隨即再進(jìn)行填充，如此往復(fù)，直到環(huán)形空間內(nèi)的膨脹珍珠巖填充高度達(dá)到距離內(nèi)罐壁板上部吊頂封板上檐3.5m位置時(shí)，進(jìn)行后一次振搗。此后，振搗設(shè)備和工人站位吊籃等設(shè)備從環(huán)形空間撤出，再往上高度的珍珠巖填充不再進(jìn)行振搗操作。

施工中要保證在珍珠巖填充過程中不存在不同填充嘴下珍珠巖堆高度差過4.0m的情況發(fā)生，膨脹珍珠巖終填充到罐**下方施工單軌底部(珍珠巖填充管嘴下端和施工單軌下表面齊平，因此，終填充高度也位于珍珠巖填充管嘴下方)。

5振搗操作

剛填充后的膨脹珍珠巖粉末比較蓬松，為了防止儲(chǔ)罐長期運(yùn)行后膨脹珍珠巖沉降帶來局部保冷空間空隙，需要在膨脹珍珠巖初步填充后進(jìn)行充分振搗操作。珍珠巖剛膨脹后密度為35～55kg／m3，充分振搗后密度一般為48～65kg／m3。

除了**填充的5.0m高度內(nèi)不用振搗外，以后每一次填充高度達(dá)3.5m后，需進(jìn)行一次振搗操作，每一次沿圓周一整圈的振搗操作需要約4h，振搗后高度下降15％～27％，即可滿足要求。等效測量方法為：在對(duì)每一次3.5m的高度范圍內(nèi)進(jìn)行振搗后，振搗后的珍珠巖高度都要比振搗前低0.53～0.94m，即滿足要求。

圖4為填充期間進(jìn)行珍珠巖振搗的操作設(shè)備，用于工人操作和檢驗(yàn)的吊籃、振搗設(shè)備吊掛在環(huán)形空間上部的施工單軌上。

振搗時(shí)，工人分兩組，每組2人。其中一組站在吊頂?shù)倪吘?，?fù)責(zé)操作圖4中振搗裝置起降機(jī)按鈕來調(diào)整振搗鋼板高度，同時(shí)監(jiān)管環(huán)形空間下方振搗工人的安全；另外一組工人站在圖4左側(cè)吊籃上負(fù)責(zé)振搗工作，1個(gè)工人控制吊籃升降按鈕，使吊籃下降到環(huán)形空間相應(yīng)高度進(jìn)行振搗操作，另外1個(gè)工人控制振搗操作按鈕，控制振搗鋼板上的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行振搗操作(振搗鋼板上電動(dòng)機(jī)電源線一直牽到工人站位吊籃上)。

用于提供振動(dòng)源的電動(dòng)機(jī)固定在振搗鋼板表面，振搗鋼板規(guī)格(長度×寬度×厚度)為1800mm×1800mm×6mm。由于罐**物料孔直徑只有1.3m，振搗鋼板無法通過罐**物料孔進(jìn)入到吊頂邊緣環(huán)形空間，因此，采取由4張900mm×900mm×6mm鋼板在罐內(nèi)吊頂邊緣完成振搗鋼板組裝。圖4中振搗鋼板的四角被磨圓并加上橡膠護(hù)套，電動(dòng)機(jī)固定在鋼板中心偏上位置。吊籃、振搗鋼板等裝置通過鋼纜線懸掛在環(huán)形空間上端施工單軌上。珍珠巖填充、振搗期間，珍珠巖擋板開設(shè)一個(gè)臨時(shí)口，以保證從罐**物料孔下來的人員、物料、振搗設(shè)備都能夠穿過珍珠巖擋板到達(dá)環(huán)形空間。振搗過程中吊頂邊緣環(huán)形空間現(xiàn)場實(shí)景照片見圖5。

振搗鋼板邊緣裝有伸縮棒狀壓力感應(yīng)器，當(dāng)其接觸到彈性氈時(shí)會(huì)使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉，以起到保護(hù)彈性氈不被刮損的作用。在每次進(jìn)行振搗前后用卷尺進(jìn)行填充高度測量。測量的上基準(zhǔn)點(diǎn)位于環(huán)形空間**部施工單軌處(即填充管嘴出口處)，測量點(diǎn)為鋼筋混凝土罐**下方珍珠巖填充管嘴出口正下方的珍珠巖的上表面，每根管嘴測量一次，總共測量48次。填充高度即為填充管嘴出口處到內(nèi)罐底板距離減去卷尺測量的距離。

6施工現(xiàn)場膨脹珍珠巖性能檢測

大型LNG儲(chǔ)罐由于保冷質(zhì)量要求較高，對(duì)珍珠巖原礦砂含水率要求較高，一般采用從國外進(jìn)口的珍珠巖原礦砂產(chǎn)品，含水率滿足自由水(游離水)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.5％的要求。珍珠巖原礦砂中自由水在恒溫105～110℃條件下，大約2h可以分離出來，原料進(jìn)場時(shí)可以分批進(jìn)行復(fù)檢，以檢測原料含水率是否合格。

珍珠巖原礦砂產(chǎn)品在施工現(xiàn)場進(jìn)行膨脹后直接填充。振搗后珍珠巖粉末主要性能需滿足常溫下熱導(dǎo)率≤0.044W／(m·K)等技術(shù)要求。膨脹現(xiàn)場需定期對(duì)膨脹珍珠巖進(jìn)行取樣，并在現(xiàn)場臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測。一般每1h測量1次膨脹后松散密度，每4h測量1次振搗后密度，每8h進(jìn)行1次膨脹粒度分析。對(duì)于熱導(dǎo)率的測試，每臺(tái)儲(chǔ)罐僅需在膨脹珍珠巖開始填充時(shí)進(jìn)行1次取樣測試?，F(xiàn)場檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

從取樣槽取來的試樣經(jīng)過相關(guān)處理后直接在施工現(xiàn)場臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行松散密度、膨脹粒度檢測；振搗后密度、熱導(dǎo)率測量則是通過在取樣槽取樣，在施工現(xiàn)場臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬振搗操作后，再進(jìn)行性能測量。

表1中膨脹粒度的測量說明如下：同時(shí)取4組相同試樣，分別用孔徑0.6mm、0.425mm、0.3mm、0.15mm的篩子篩分，4組試樣同時(shí)滿足以下4項(xiàng)條件時(shí)，才認(rèn)為該批珍珠巖膨脹后粒度合格：通過孔徑為0.6mm篩子的膨脹珍珠巖粉末的*為97％～l00％，通過孔徑為0.425mm篩子的膨脹珍珠巖粉末的*為75％～85％，通過孔徑為0.3mm篩子的膨脹珍珠巖粉末的*為40％～55％，通過孔徑為0.15mm篩子的膨脹珍珠巖粉末的*為0％～10％。

上述膨脹后性能指標(biāo)都是在膨脹填充連續(xù)進(jìn)行的過程中抽樣檢測，檢測時(shí)現(xiàn)場膨脹和填充工作不停止。若抽檢結(jié)果出現(xiàn)性能指標(biāo)不合格的情況，應(yīng)立即停止膨脹填充操作，換該批次原礦砂材料，檢驗(yàn)合格后再進(jìn)行膨脹填充操作。

7結(jié)語

現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工是大型LNG儲(chǔ)罐建造施工后期關(guān)鍵工序之一。為了避免膨脹后珍珠巖受潮，一般應(yīng)避免雨季施工，大氣相對(duì)濕度在80％以上的天氣也應(yīng)盡量避免珍珠巖膨脹填充施工。典型16×104m3大型LNG全容儲(chǔ)罐所需珍珠巖原礦砂材料費(fèi)及施工費(fèi)雖然只占整個(gè)儲(chǔ)罐工程造價(jià)的2.0％～2.5％，但現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充效果直接關(guān)系到儲(chǔ)罐投產(chǎn)后保冷效果。在該大型LNG全容儲(chǔ)罐建造過程中，單臺(tái)16×104m3儲(chǔ)罐現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工用了21d，現(xiàn)場定期進(jìn)行的導(dǎo)熱率、膨脹粒度、密度檢驗(yàn)均合格，投產(chǎn)后儲(chǔ)罐整體BOG蒸發(fā)率測試合格。這說明了按照本文所述技術(shù)要求進(jìn)行現(xiàn)場珍珠巖膨脹填充施工，大型LNG全容儲(chǔ)罐在運(yùn)行過程中保冷效果良好。


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  詞條說明

• 【?；⒅椤勘鎰e?；⒅橘|(zhì)量的具體方法

  1、看顆粒粒度：如果在?；⒅橹邪l(fā)現(xiàn)有大量的細(xì)粉料，通常是沒有經(jīng)過足夠溫度煅燒的珍珠巖礦砂(俗稱生料)，這些粉料起不到保溫效果，而且因?yàn)榈V砂沒有煅燒，比重很大。建議選擇粒度均勻，較少細(xì)粉料的?；⒅椋@些是經(jīng)過除塵后的完全煅燒的產(chǎn)品，但是工業(yè)化生產(chǎn)無法達(dá)到**，所以我們?nèi)菰S有5%生料率。2、看硬度/強(qiáng)度：開孔膨脹珍珠巖用手一捏就碎，由于開孔的吸附很強(qiáng)，抓一把在手里無強(qiáng)度，無質(zhì)感，整把握一下再松

• 珍珠巖保溫板的幾大特征

  珍珠巖保溫板的幾大特征聽語音瀏覽：595|新：2016-09-18 13:46珍珠巖保溫板是集保溫、隔熱和防水功能于一體的新型外墻保溫板材。珍珠巖保溫板的原材料是珍珠巖，珍珠巖是一種火山噴發(fā)的酸性熔巖，經(jīng)急劇冷卻而成的玻璃質(zhì)巖石，因其具有珍珠裂隙結(jié)構(gòu)而得名。其具有如下幾大特征：方法/步驟

• 膨脹珍珠巖和玻化微珠的區(qū)別

  正確快速的認(rèn)識(shí)珍珠巖和?；⒅?。定義珍珠巖，膨脹珍珠巖的由來：珍珠巖初是指由珍珠砂加熱膨化而成的一直晶體無機(jī)礦物材料。也稱做膨脹珍珠巖。?；⒅?，閉孔珍珠巖的出現(xiàn)隨著生產(chǎn)工藝改變和產(chǎn)品特性的提升，為了區(qū)別二者，以玻化微珠，閉孔珍珠巖命名。這兩個(gè)名字具有很強(qiáng)的產(chǎn)品特征。?；侵妇w表面形成的一層像玻璃質(zhì)感的硬殼，閉孔則是指內(nèi)部蜂窩結(jié)構(gòu)而外部合。而市場上常以珍珠巖謊稱為?；⒅?，或是混淆概念。有的認(rèn)

• 膨脹珍珠巖保溫板的**優(yōu)勢

  1、高耐火性屬于A1級(jí)*材料，具有良好的耐火性，耐火度高達(dá)1000℃以上，完全滿足公安部、住建部文件要求。耐火實(shí)驗(yàn)?zāi)突疬_(dá)1000℃以上。2、高保溫性閉孔率>95%，經(jīng)國家專業(yè)機(jī)構(gòu)多次實(shí)驗(yàn)和測試，導(dǎo)熱系數(shù)**國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，滿足建筑保溫隔熱的需求。3、強(qiáng)度好，不易破裂經(jīng)檢測抗拉強(qiáng)度≥0.12Mpa，抗壓強(qiáng)度≥0.4Mpa，達(dá)到了低容重、高強(qiáng)度的相對(duì)統(tǒng)一，安裝、施工和運(yùn)輸時(shí)不易碎裂。4、輕質(zhì)，易