陆上大型LNG薄膜罐温度传感器安装质量控制及优化

杨飞

中国石油天然气第六建设有限公司，广西桂林 541004

摘要：在大型9%NI LNG低温罐中，用于检测储罐环隙空间底部泄漏、环隙热角保护泄漏、储罐内壁侧壁冷却检测以及內壁罐底冷却检测的温度传感器的应用已相当成熟。与9%NI罐不同，LNG薄膜罐內罐温度传感器安装在波纹板以下，温度传感器和电缆不直接与介质接触，需要与绝缘板安装同步进行，而NI9罐內罐温度传感器与內罐壁板及底板施工属于前后顺序关系。本文主要介绍薄膜罐温度传感器的结构特点、安装顺序、安装要点难点及提出一些解决方案。

关键词：LNG；薄膜罐；温度传感器；安装技术

概述

本文以北京燃气天津南港LNG应急储备项目22万立LNG薄膜罐为背景，主要介绍大型LNG薄膜罐温度传感器安装过程的技术要点难点及解决办法。薄膜罐较之常见的9%镍钢全容储罐，薄膜罐在技术、施工、造价、安全性、节能降耗等方面具有较大优势。国内天津南港2座大型薄膜罐正在进行建造，单座容积22万m3。1台22万立LNG薄膜罐內罐温度传感器共56台，其中安装在防潮层10台、次屏蔽层14台、主屏蔽层32台。

4施工步骤

 

 

 

 

 

4.1作业前提确认

1)次层端部以上区域的温度传感器应在主屏蔽安装前进行；

2)次层端部以下区域：安装在混凝土表层的温度传感器应在绝热板安装前进行；

3)安装在二层绝热板空间的温度传感器应在次屏蔽粘连前进行。

4)电缆应穿过绝热板到绝热板的主层胶合板，并在此处布线。因此，必须调整玻璃棉件，使其位于贯穿管的连接处。

5)预埋穿线管位置确认

根据设计图纸确认温度传感器电缆入口位置。

6)开箱检测验收

温度传感器到货后应由业主或总包单位组织开箱验收，并进行开箱检测，且在线缆敷设过程中应每周进行一次检测，检测结果应填写进RTD测温元件开箱检测记录表格中。

4.2传感器位置标记

1)根据波纹板的位置要求，应将电缆及传感器的位置在绝热板的主层表面、次层表面和混凝土表层进行标记。

2)位于主层表面的电缆及传感器安装误差应控制在 6mm 内，以避免影响波纹板的安装.

4.3电缆排布

1)主层绝热板空间：玻璃棉安装到位后，应将电缆穿过贯穿件后使用胶带将电缆预布置在绝热板主层表面，注意不能将电缆折成直角。

2)根据设计要求，混凝土表层及次层绝热板空间：应将电缆从贯穿件内牵引到次层绝热板空间绝热板间缝隙内玻璃棉件的上方。实际上，由于传感器电缆数量较多，且设计为不锈钢护套的硬质线缆，成束直径较大，在绝热板间缝隙内玻璃棉件的上方很难固定。

采取的措施:安装在防潮层和次屏蔽层的温度传感器电缆均敷设在防潮层面上，用木板竖直进行固定，电缆敷设在绝热板夹缝中。

4.4电缆和传感器的安装

1)主层绝热板空间

根据传感器标记的位置，将电缆排布好并最终固定，固定支座应根据位置进行选型（3种类型），普通位置采用型 1 固定支座；位于波纹板搭接区域下的采用型 2 固定支座，可以起到保护作用；贯穿角区的电缆需采用型 3 固定支座，安装在泡沫件预制凹槽内。

注意事项

a)根据设计图纸要求，电缆与热保护安装区域交叉时，电缆不能绷紧，需预留约 15mm 的间隙（电缆与胶合板之间），此项要求设计针对的是柔性电缆，实际上并不适用于不锈钢线缆。

b)从壁面连接到底部的电缆应在角区绝热板内进行切槽和保持宽松状态.

c)位于两波纹板焊接缝间的电缆应安装保护，避免波纹板焊接时的热量对其造成破坏。

根据标记的位置，将 P 型温度传感器与线缆进行连接并最终固定，传感器支座选用 P型，所有支座应使用木螺丝将电缆固定支撑件进行拧紧，木螺丝在安装前应涂布胶水。注意： PU 胶水在使用前应通过每日测试，并做好记录。

2)次层绝热板空间

将电缆固定在次层绝热板间隙内的玻璃棉件内，要求类型 4 固定支座应与次屏蔽的间隙控制在 5mm 左右。将 S 型温度传感器安装在 S 型支撑座内，支撑座安装在两绝热板的间隙中，然后间接通过次屏蔽粘连使其固定在绝热板次屏蔽上。

3)混凝土表层

电缆直接从次层空间穿插到混凝土表面与 C型传感器进行连接，应根据施工图纸要求将温度传感器直接粘在防潮层表面，胶水采用定制型号的 PU 胶水。

在标记的位置使用 PU 胶水将 C 型温度传感器粘贴在该位置的防潮层上。

5.优化建议

1）问题：不锈钢材质的电缆护套在敷设时较难固定，且在弯曲时容易折断，需一次弯曲成型，不能进行多次弯折。

优化建议：在温度传感器电缆的选择上应充分考虑到施工的难度，采用柔性电缆，易于敷设，且允许多次弯折。                    

2）问题：传感器安装位置和路径、长度设计得不够精确，而为消耗多余的电缆需在绝缘板下或波纹板下进行多次弯折，增加了线缆折断风险。

优化建议：在温度传感器电缆长度设计和传感器的定位上应更精确，避免线缆过长。     

3）问题：2个罐壁仪表预埋管管径设计太小（DN100），分别需要穿32根和24根不锈钢材质线缆（每根φ4.8），而且预埋管内部有4处转弯角，这样穿管管内会非常拥挤，施工中线缆间摩擦力会增大，无形中就会增加施工时间和施工人力。

优化建议：仪表预埋管管径设计应足够大，尽量较少弯头（不多于2个）或增加预埋管。

4）问题：线缆直径粗、多，单路无法敷设，主要原因是单路敷设线缆没有合适的支架进行固定。如果使用大支架通过波纹板时会触碰到大波纹板壁，后期进液冷缩会产生相互之间的摩擦，存在安全隐患。

优化建议：路径从上到下可分成4路来解决这个问题，从而避免线缆触碰到波纹板。缺点就是在施工过程中会增加工作量，增加工程材料（线缆支架、螺丝、四氟垫片、密封胶），存在单根多点折弯断裂风险。

6.总结

薄膜罐温度传感器安装是一项较为细致长期的工作，在整个安装过程中要与绝缘板、波纹板的安装密切配合才能顺利完成，由于陆上大型LNG薄膜罐项目在国内较少，所以可借鉴的经验并不多，LNG船舶上的经验并不完全适用于陆上的LNG储罐，本文仅为相关从业者提供参考。

参考文献

[1]pt100科技大数据知识发现平台2022.03.14

[2]GTT设计文件GL PR ST_1_ 温度传感器原理

[3]GTT设计文件：OPNB-MTD-001087 - R01内罐安装方法

[4]刘志刚，刘继海，宋瑞娟，王小川，马彪LNG薄膜罐在陆地上的应用