摘要：介绍了概述可能导致罐体发生倾斜的六种原因;储罐设备倾斜实时在线监测的必要性;针对常规目视巡查不能及时发现的隐形罐体倾斜，对降低故障持续时间过长和故障爆发突然性大为有利。对LNG罐体进行状态监测，可有效的减少自然故障人为故障，为燃气系统的降损增收提供有力技术支持，必将产生良好的经济效益。

　　关键词：LNG站低温储罐 趋势分析技术 倾角实时在线监测

　　以武汉市天然气有限公司平安铺的6台LNG低温储罐设备为例

　　储罐是非常重要的静设备。储罐与安全密切相关，近几年国内出现的罐区爆炸事故以及往年国外的重大罐区事故绝大部分是由储罐溢罐倾倒造成的。拿LNG罐举例来说，罐表系统需要检测罐的压力，液位，温度并实时进行补偿计算。但是这还远远不够。

　　概述可能导致罐体发生倾斜的几种原因

　　LNG站是燃气单位投资较大和重要的设施之一，它的运行状态关系到燃气系统的稳定和安全运行。因此LNG罐体是否会发生倾倒，倾斜趋势等相关监测研究就显得尤为重要了。引发倾斜的原因比较多，归纳总结为以下六点：

　　一、地质不良区(采空区、滑坡区、沼泽水田区、海边台风区、沙地及高盐冻土区等)引发的沉降。LNG储罐属于高耸构筑物，对倾斜变形非常敏感，对地基不均匀沉降要求高，因此在地质不良区更容易引发罐体倾斜。

　　二、设计不当。例如，将储罐支架按1.8米制造，并未按常规尺寸(1m~1.3m)制造，导致整体重心上升，使其更容易发生倾斜。

　　三、新建储罐的工程方法不正确。例如，地质勘探不准确，定位错误会对工程留下隐患，而新建工程方法不正确则是倾斜的直接原因，因为地质情况不清楚，选择不正确的兴建工程，或是选择不合适的工程材料进行施工，并在施工过程中没有采取补救措施，这些都会直接造成倾斜。

　　四、自然因素影响。例如，强风天气、地震、罐顶积雪等等产生罐体本身与支架受力不均匀继而出现形变倾斜。

　　五、支撑失效导致罐体倾斜。1.随着时间的推移，LNG站低温储罐支架逐渐老化，最终造成支撑失效。2.支架材料内部本身的空穴形核，扩张和汇合造成的韧窝型断裂，亦或是高度集中的剪切变形形成的集中剪切型断裂。

　　六、泄漏事故发生造成罐体倾斜。一旦出现泻漏液，即而罐体本身受力不均匀，迅速结冰，则必然影响其重心移动，最终导致LNG罐的倾斜。

　　实例1：2013年1月31日凌晨1时24分，泰州市过船港务有限公司食用油储罐倒塌、泄漏，造成2死3伤。

　　实例2：2013年10月15日，据日本共同社消息，日本东京电力公司今天向原子能规制委员会提交了福岛第一核电站污水泄漏问题整改报告，针对设在倾斜地面上的储罐发生污水从顶板溢出的事故称，第一核电站的干部及储罐运用部门并不了解储罐存在倾斜。

　　综上所述，如果LNG低温储罐的安全运行无法确保，一旦发生罐体倾倒事故，那么后果将是毁灭性的。然而，更可怕的则是假如LNG储罐已经发生倾斜，而我们的管理人员却还未能察觉，自认为安枕无忧。所以，LNG储罐设备倾斜实时在线监测是应当被关注并且重视的一项监测数据。

　　储罐设备倾斜实时在线监测的必要性

　　大多数情况下，罐体的倾倒都不是短时间形成的，而是长时间罐体出现倾斜，产生倾斜的趋势，而始终未被管理人员所察觉，最终导致倾倒。因此，对于LNG罐体倾斜校正应以预防监测为主，查漏补缺防患未然才是最为合理的。而实时在线监测不仅仅是表现在“快”上，而更主要的是实时在线监测必须对外来事件在限定时间内做出反应。然而目前所有的LNG站涉及到罐体倾斜状况安全检查维护的周期都是一年或者半年以上检查一次。这个时间周期相对于倾斜实时在线监测来说实在是太长了。

　　如今随着在线监测技术的发展，对于LNG低温储罐设备管理者所更需要关心并且希望了解的正是运行中LNG罐的实际情况。而我们一年一次的定期检查维护时，并不能得到罐体运行状态下的最真实评估。1.一旦环境因素发生改变，如大风雷雨天，强降雪天气等等。2.对于罐体本身的检测项目都是在停止工作的状态或在未充满气的情况下进行的检测，由于离线测量脱离了LNG低温储罐设备真实运行状态，也就是在不考虑燃气气质和实际运行工况等因素的存在的情况下测量。因此，不能够真实的、实时的、有效的反映LNG低温储罐设备的运行情况，继而也就失去了检查评估的准确度，其意义也就荡然无存了。所以，我认为储罐设备倾斜实时在线监测是十分必要的。

　　LNG站低温储罐设备倾斜实时在线监测工作原理

　　低温储罐设备竣工之后，默认竣工后的罐体状态为初始状态，当罐体倾斜时，实时在线监测将倾斜后的数据与初始状态数据进行计算并对比。

　　根据相似三角形1和2，由倾角度数和罐体的高度得到罐体倾斜值X=罐体高度Xtanα 。

　　利用数字倾斜角传感器和重力加速度传感器采集的信号，单片机对所采集的信号进行初始化、校正精度，将报警信息通过GSM/SMS方式传输至后台监控室处理数据后向相关工作人员发出报警信号，以便于管理人员实时了解运行中罐体的安全状况，有效地指导安排检修和维护的计划。

　　采用固定周期询查模式：在预定的时间内监控室发出控制指令，通知每一数据采集单元将其每个罐体所有数据通过GSM/SMS传输回到监控室，监控室接收并对这些大量的数据进行分析处理写入中心数据库。分析查询系统对中心数据库的数据进行统计分析、模糊判断、近似推理等方法分析处理，计算出运行罐体倾斜状况和发展趋势。

　　低温储罐设备倾斜实时在线监测的作用

　　趋势分析是低温储罐设备倾斜实时在线监测方法中重要的组成之一。对反映各储罐状态的重要参数做趋势分析——趋势图，即根据其历史监测数据和当前数据来推断罐体倾斜的发展速度与趋势，并确定罐体倾斜周期变化的规律，其目的是为早期预测罐体倾斜的发生提供一个有效的手段。为进步综合分析运行管道的静态力和动态力的非线性瞬态动力对LNG罐的响应状态，得到LNG罐输送运行条件下的幅值、频率和阵型。

　　在物理模拟、数值模拟和变形预测研究基础上，获得了罐体的破坏形态、罐件承载力与位移变化关系，并且建立了三种基础(独立、复合防护板及整体)和地基、罐体支架的共同作用模型;得到了这三种基础对于减小罐体变形的作用效果，为罐体安全评估、罐体变形治理奠定了科学基础罐体设计依据和罐体加固要点。

　　LNG站低温储罐设备倾斜实时在线监测的经济指标：

　　(仅以武汉天然气有限公司为例说明如下：)

　　1 社会效益

　　1)延长设备停气检测周期，缩短停气检修时间，提高设备可利用系数和燃气管网供气质量，促进“智能燃气管网”的发展;

　　2)能够明显减轻燃气职工的劳动强度，促进和谐燃气管网的发展;

　　3)有效减少LNG低温储罐设备事故发生率，从而避免大面积停气带来对社会和人民生活影响。对于树立武汉市天然气公司的品牌企业形象也有着重要作用。

　　2 经济效益

　　由于LNG站低温储罐设备倾斜实时在线监测涉及方方面面，不能详述其应用后的直接经济效益和避免的经济损失

　　1) 应用LNG站低温储罐设备倾斜实时在线监测，避免离线停气进行安全检测所需时间，和检查前天然气转移倒罐耗费的人力物力，还有对用户停气造成的损失更是无法估计。

　　2) LNG站低温储罐设备倾斜实时在线监测的应用，以减少人力和物力为例，与离线检测相比，LNG站人员费用、设备费用、车辆费用等维护费每年为燃气公司可以节约数十万元。

　　3 隐形效益

　　LNG站低温储罐设备倾斜实时在线监测达到以下隐形效益：

　　1)在线监测维护LNG站低温储罐设备可以达到延长LNG低温储罐设备的使用寿命，节省了投资，既降低了天然气公司的管理和运行成本;又提高LNG站内设备运行的可靠性和经济性，保证了LNG站的安全运行。

　　2)在线监测维护方法不仅促进燃气企业的燃气试验、技术监督，还促进了可靠性管理、设备状态评估、风险分析等管理和技术手段的进步。

　　3)在线监测维护方法是一种先进的管理思想和实施方法，促进了燃气企业逐步形成长效、闭环、优化、动态的设备管理机制。

　　结论

　　LNG站低温储罐设备倾斜实时在线监测针对常规目视巡查不能及时发现的隐形故障，对降低故障持续时间过长和故障爆发突然性大为有利。对LNG罐体进行状态监测，可有效的减少自然故障人为故障，为燃气系统的降损增收提供有力技术支持，必将产生良好的经济效益。LNG站低温储罐设备倾斜实时在线监测将会是一种全新的理念，一种全新的监测方法，也是一种未来维护管理LNG低温储罐的必然手段。

　　参考文献

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　　【4】 王均，杆塔倾斜在线监测系统的应用，(2010)1673-7598 11-0091-03