中石油江蘇
LNG項目因其所處海域的地質(zhì)地貌和海洋動力環(huán)境極為特殊，遇到很多世界性的難題，正因為如此，它被業(yè)界譽為世界上建設(shè)難度最大的LNG項目，各參建單位創(chuàng)造出了多項國際國內(nèi)紀(jì)錄。
大打“自主”牌
江蘇LNG項目建設(shè)者敢于問鼎技術(shù)高端，勇于挑戰(zhàn)建設(shè)極限，實現(xiàn)了國內(nèi)LNG項目第一個自主設(shè)計、自主采辦、自主施工、自主運營工作目標(biāo)，闖出了中國石油LNG事業(yè)的特色發(fā)展之路。
在阿聯(lián)酋迪拜沙漠與大海之間，延伸出一片人工島。人工島上是著名的伯瓷酒店——世界上唯一的七星級酒店。它宛如一艘美麗的帆船，演繹著人類追求卓越的思維，是很多創(chuàng)業(yè)者的夢想之地。
中石油江蘇液化天然氣有限公司總經(jīng)理張成偉關(guān)注的焦點與眾不同。他手執(zhí)一張伯瓷酒店的圖片，告訴記者：“江蘇LNG接收站與伯瓷酒店所處的人工島十分相似。不久的將來，江蘇LNG接收站將成為南黃海之濱、古長江口的一道靚麗風(fēng)景線。我希望它也能像這座酒店一樣，讓全世界的人都知道，都想來看看。”
也就是在這個接收站，11月16日16時30分，來自卡塔爾的世界上最大LNG船薩姆拉號裝載26.1萬立方米LNG平穩(wěn)靠泊在專用碼頭。這是標(biāo)志中石油與卡塔爾燃氣公司、
殼牌公司天然氣供應(yīng)長貿(mào)協(xié)議啟動的第一艘LNG船。
三年的前期準(zhǔn)備
黃海之濱，在3萬年前的古長江口深水航道旁，一座面積1.44平方公里的人工島渾然天成，仿佛一艘巨艦停泊在滔滔黃海中，江蘇LNG項目占據(jù)了其中的0.3平方公里。
風(fēng)雨如晦，光陰如梭。何曾想到，幾年前，這里還是個若隱若現(xiàn)的小沙洲，粉細沙軟土地基，海域潮差大、潮流強，最高潮位達8米以上。
早在1992年時，我國就議論能否在西太陽沙建設(shè)LNG項目，這也是全中國最早動議LNG建設(shè)的地點。“雖然做過很多前期工作，但由于海況、地質(zhì)條件太復(fù)雜，時機也不成熟，投資方就中斷了投資。”張成偉說。
從江蘇LNG建設(shè)的難度也可以看出個中原因。在國內(nèi)已建和規(guī)劃在建的LNG接收站中，江蘇LNG項目為外海首項工程，建港疑難問題多；站址遠離大陸，基礎(chǔ)設(shè)施零起步；淺灘大潮差作業(yè)，海工施工困難；軟土地基罕見，施工技術(shù)難題多；主要材料受限進口，供貨期難保證；項目涉及面廣，多方博弈關(guān)系復(fù)雜；個別專家認(rèn)為指狀輻射沙洲地貌、粉細砂特殊地質(zhì)條件下的項目選址是建港和建設(shè)LNG接收站的禁區(qū)。
中國石油
西氣東輸管道竣工投產(chǎn)后，急需在長三角內(nèi)部找到一個穩(wěn)定供氣的保安氣源。選來選去，如東算作一個可選地之一。張成偉回想起當(dāng)時的決策說：“在這一地方有可能建設(shè)成深水大港，這是海洋地貌學(xué)家站在很高的高度來談這個問題的。而要變成工程實例就要做大量的細致工作。”
這個項目從一開始做，就充滿了不易。在項目選址階段，對能否在該海域建設(shè)LNG港口和接收站人工島，“國內(nèi)
海洋工程界分成贊成和反對兩種意見，每次開會時都是爭論不休，涇渭分明。”張成偉說，“而且反對派占多數(shù)。”
建，還是不建？項目建設(shè)者為尋求科學(xué)答案，花費了將近三年時間，投入6000多萬元，組織十幾家國內(nèi)外頂級科研機構(gòu)、王穎等六位院士及王汝凱等三位國家港口設(shè)計大師和百余名專家學(xué)者，運用國際最先進的研究手段，開展了潮流型沙洲長周期沖淤演化規(guī)律、潮流型泥沙物理模型試驗和數(shù)學(xué)模型研究、輻射沙洲建設(shè)人工島工程穩(wěn)定性實驗等三十多項專項研究。最終，他們得出了“爛沙洋水道基本穩(wěn)定，西太陽沙核心部位基本穩(wěn)定，LNG接收站人工島工程沒有顛覆性意見”的重要結(jié)論。
這也是迄今為止國內(nèi)參與院士和專家學(xué)者最多、試驗規(guī)模最大、涉及范圍最廣、技術(shù)手段最先進、研究程度最深的海洋工程前期試驗研究，填補多項國內(nèi)海洋工程建設(shè)領(lǐng)域空白。這些研究徹底摸清并解決了西太陽沙海域建港的各種疑難問題。
“這樣一來，原來支持的更有信心了，原來反對的也不反對了。”張成偉如釋重負(fù)。
也正有了這些充分準(zhǔn)備，經(jīng)過建設(shè)者披星戴月奮戰(zhàn)一千八百多個日夜，首次在外海輻射沙洲地貌、粉細沙地質(zhì)海域這一世界公認(rèn)的建港禁區(qū)，建成了長江口北岸第一個離岸式十萬噸級深水大港，將南通人民建設(shè)深水海港的千年夢想變成現(xiàn)實。
擺脫國外依賴
沒有社會依托，地質(zhì)海況極其復(fù)雜，施工條件異常困難，怎么辦？技術(shù)是江蘇LNG選擇的突破口。
“目前在我國，江蘇LNG成為國產(chǎn)化率最高的LNG項目，徹底改變了以往國內(nèi)LNG項目由國外EPC總承包商在設(shè)計、采辦、施工、管理等全過程的壟斷和控制，主要建設(shè)材料擺脫了依賴進口的局面。”張成偉談到國產(chǎn)化時表示。
LNG儲罐容量大，存儲介質(zhì)特殊，條件苛刻，安全技術(shù)等級高，對罐體建造所需的低溫Ni9鋼性能質(zhì)量要求極高。2008年以前，全球僅有國外少數(shù)幾家
鋼鐵企業(yè)掌握其生產(chǎn)工藝并控制國際市場，產(chǎn)品價格昂貴，貨源緊張，供貨時間也得不到保證。
為破解這一重大難題，2007年，中國石油委托江蘇液化天然氣有限公司牽頭組織，寰球總包、西安管材研究所等多家單位參與，與太鋼集團合作，進行了為期兩年的Ni9鋼國產(chǎn)化研究應(yīng)用工作，先后投入研發(fā)資金500多萬元，開展了LNG儲罐排版版圖、板材坡口形式、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對比分析、采購技術(shù)條件研究與編制、焊接工藝評定、施工方案研究與編制等6項專題研究，進行材料性能試驗數(shù)百次，終于成功研發(fā)出符合質(zhì)量要求的低溫Ni9鋼，內(nèi)在質(zhì)量和機械性能等關(guān)鍵指標(biāo)均達到國際水平。
這樣一來，每座儲罐的造價降低了近2000萬元，徹底改變了我國LNG儲罐用鋼依賴進口的局面。
此前就Ni9鋼開出高價而且不保證交貨時間的比利時公司，在我國Ni9鋼有了突破后態(tài)度180度大轉(zhuǎn)彎。不但價格直降30%，而且也答應(yīng)半年交貨，時間縮短了三分之二。
在工程建設(shè)上，值得一提的是，2008年12月25日，江蘇LNG項目接收站儲罐樁基的最后一根工程樁在負(fù)60米以下的粉砂和粉細砂地質(zhì)條件下順利澆注結(jié)束，儲罐樁基礎(chǔ)成為世界上規(guī)模最龐大的擠擴灌注樁群。
江蘇LNG項目地震勘測表明，人工島自然泥面以下1000米內(nèi)均為粉細砂軟土地基，沒有基巖。為解決輻射沙洲特殊軟土地質(zhì)條件下儲罐樁基承載力弱的重大難題，江蘇LNG與寰球工程公司緊密配合，對儲罐樁基技術(shù)方案進行反復(fù)研究比選，確定采用三岔托盤擠擴灌注樁作為儲罐的基礎(chǔ)工程樁，并針對此種樁基施工在世界上首次采用了“超密集型群樁三岔雙向液壓擠擴施工技術(shù)”，并使樁基原計算樁長由90米降至60米，每座儲罐樁基礎(chǔ)降低造價2000多萬元，施工周期也大大縮短。經(jīng)儲罐水壓試驗檢測，最大沉降差均不超9毫米，遠遠低于設(shè)計允許25毫米范圍。
在這一狹小區(qū)域范圍內(nèi)大規(guī)模采用該種樁基礎(chǔ)和施工技術(shù)，在全世界尚屬首例，成為一項新的世界土木工程技術(shù)之最。張成偉評價說：“這是項目廣大工程建設(shè)者集體智慧和各方團結(jié)協(xié)作的結(jié)晶。”
在裝置區(qū)內(nèi)，張成偉自豪地說：“兩個大罐保冷絕熱效果好，蒸發(fā)率比韓國、日本的低。我們與國內(nèi)低溫保冷材料制造商合作研發(fā)出了LNG儲罐、管道國產(chǎn)低溫保冷材料，還填補了國內(nèi)技術(shù)空白，每座儲罐降低造價700多萬元，并且推動國內(nèi)低溫保冷材料迅速打入國際市場，中國已一舉成為世界第二個專業(yè)生產(chǎn)此種材料的國家并成為亞洲規(guī)模最大、技術(shù)最先進的生產(chǎn)基地。我們的所有低溫不銹鋼管材，也都是國內(nèi)自主研發(fā)生產(chǎn)的，這已經(jīng)很了不起了。”
優(yōu)化建設(shè)方案
五年來，江蘇LNG項目未發(fā)生海洋環(huán)境污染事故。
更令人欣喜的是，工程建成后，海洋環(huán)境呈現(xiàn)越來越好的趨勢，各種魚類在接收站海域遨游，多種海鳥在接收站內(nèi)棲息繁衍。投用后，附近海域甚至出了難得一見的景觀，數(shù)量達幾百只的海豚群在LNG專用碼頭和LNG船周圍流連戲浪，當(dāng)?shù)貪O民連連稱奇。
張成偉介紹說：“我們始終堅持環(huán)保優(yōu)先理念，嚴(yán)格風(fēng)險隱患排查整改，工程建設(shè)方案處處都要優(yōu)先考慮海洋環(huán)境保護，建設(shè)過程嚴(yán)格落實安全環(huán)保‘三同時’原則，同步建設(shè)了人工島污水處理設(shè)施，建設(shè)及生產(chǎn)生活污水全部實現(xiàn)達標(biāo)排放，不向海洋丟棄一塊廢棄物，否則項目附近聞名于世的紫菜、文蛤和海洋漁業(yè)養(yǎng)殖帶的生態(tài)環(huán)境就將遭受破壞。”
該公司最大限度優(yōu)化工程建設(shè)方案。工程建設(shè)中，他們優(yōu)化了碼頭棧橋、船岸銜接、取水口工藝、LNG儲罐樁基和高含沙海水條件下開架式氣化器(ORV)氣化工藝等重大工程設(shè)計方案，解決了大量技術(shù)難題。張成偉說：“到現(xiàn)在為止，江蘇LNG所有的重大方案沒有經(jīng)過重大變更。事實證明這是成功的。”
管線橋是江蘇如東洋口港的“咽喉工程”之一。在管線橋建成之前，洋口港陸島物流通道僅靠一條跨海公路大橋。但按洋口港原發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)定位，在港區(qū)落戶的大型臨港石化、能源、冶金等項目，物流輸配都要進行一次海底管道穿越。
但有個實際情況是他們不得不考慮的，即陸島之間11公里的海洋潮間帶是當(dāng)?shù)貪O民寶貴的海產(chǎn)養(yǎng)殖帶，以盛產(chǎn)紫菜和文蛤而聞名于世，經(jīng)濟附加值高。如果采用海底穿越施工，即使按最小作業(yè)寬度500米計算，僅海底管道敷設(shè)施工，就將給當(dāng)?shù)睾Ｑ箴B(yǎng)殖業(yè)帶來近4億元的損失。
改變初步設(shè)計，采用管線橋跨海鋪設(shè)天然氣外輸管道，這才是上策。在深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，該公司突破常規(guī)，提出以購買路權(quán)的方式與政府合作建設(shè)天然氣跨海外輸管線橋，采用管線橋跨海鋪設(shè)天然氣外輸管道。這樣，LNG項目的天然氣輸送管道和未來油品、化學(xué)品的輸送管道均可以架設(shè)在此橋上。
如此一來，不僅徹底規(guī)避了在不穩(wěn)定海床地質(zhì)海域環(huán)境下進行管道海底穿越面臨的大量技術(shù)風(fēng)險、施工風(fēng)險和未來投產(chǎn)運營風(fēng)險，有效保護了海洋環(huán)境，還大大降低了項目建設(shè)成本、管道維護成本和維護難度，還有效地避免了海洋環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞。據(jù)了解，較管道海底穿越方案，建設(shè)管線橋?qū)⒅苯咏档屯顿Y2億元，避免海洋養(yǎng)殖業(yè)損失4億元。運營期的維護成本和難度也大大降低。
針對含沙量大，水量太大，他們還采用高含沙海水條件下ORV(開架式氣化器)安全使用技術(shù)，取消海水除砂器，采用噴涂工藝保證ORV安全運行，使取水工藝得到進一步優(yōu)化，降低工程投資1200多萬元，運營期維護費用也將得到有效降低。半年運行表明，含沙海水對設(shè)備的磨損微乎其微。
不僅如此，在優(yōu)化工程方案中，他們在基礎(chǔ)設(shè)計階段時就與寰球工程公司通過深入研究，引入船岸銜接管道水力學(xué)聯(lián)算技術(shù)進行精確計算，在保證卸載能力的前提下，將LNG卸料管線管徑由卸料管道單算的44寸降至40寸，降低管道材料費近8000萬元；優(yōu)化接收站取排水口設(shè)計方案，將站外取水改為站內(nèi)取水，解決了沖淤變化劇烈的海域離岸取水的技術(shù)難題，有效降低了工程投資和運行成本，降低投資近3000萬元；在廣泛調(diào)研、全面評估和權(quán)威專家評審基礎(chǔ)上，優(yōu)化LNG碼頭棧橋設(shè)計方案，第一次采用下承式簡支桁架拱型LNG鋼棧橋，解決了技術(shù)和施工難題，同時降低投資7000多萬元。
“這個地方真的讓人感覺很神奇，有時候大家的靈感和頭腦風(fēng)暴一來，就能解決一個大問題。2008年1月項目正式開工后，工程建設(shè)和島上的生活用水成了問題。我們就想既然是古長江入海口，下面能不能有古淡水資源。通過對人工島水文地質(zhì)資料的深入研究，我們決定嘗試在人工島鑿井找水，結(jié)果在地下500米深處真的找到了古代淡水資源，這樣一來就徹底解決了建設(shè)和生活用水。如果沒有這兩口井，當(dāng)時從陸上通過船運向島上送水，按當(dāng)時30元/噸的高昂價格，這兩年多的時間僅水費就得1500多萬元。在外海人工島地下能找到淡水，這在目前海洋工程建設(shè)史上還僅此一例呢！”張成偉總經(jīng)理饒有風(fēng)趣地說。
鏈接
江蘇LNG國際國內(nèi)紀(jì)錄：
歷時10個月，2007年11月人工島一次吹填成功，刷新世界無遮掩外海人工島吹填僅有49%成功率的紀(jì)錄，日打樁和拋石量創(chuàng)造國內(nèi)同類海工工程和水運工程建設(shè)史上兩個第一。
大型LNG儲罐樁基成為世界上規(guī)模和密度最大的擠擴灌注樁群(直徑82米范圍內(nèi)，均布360根直徑1.2米、長60米的三岔擠擴灌注樁)。
大型LNG卸載鋼棧橋施工開創(chuàng)了外海無掩護大潮差環(huán)境下吊裝技術(shù)成功應(yīng)用先例(鋼棧橋單跨長86.8米，寬12.5米,桁高11.6米，重350噸)，LNG棧橋長度居國內(nèi)第一、世界第二(1970米)，LNG碼頭接卸能力世界最大。
LNG跨海外輸管線橋世界最長(10.762公里)。
供電工程20千伏市電電纜單回長度創(chuàng)江蘇省電力工程之最(單回14公里)，在國內(nèi)排在前列。
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