薄膜型液化天然氣儲罐是一種新型的儲罐，目前國內尚未開始應用。薄膜型儲罐與常見的9%鎳鋼儲罐在設計上的主要不同點在于將儲罐結構、絕緣和氣密性作用明確分離，使得每個部分得以優(yōu)化，且可有效避免事故的發(fā)生。

隨著我國對天然氣需求的不斷增加，LNG接收站建設發(fā)展很快，在建和已投入運營的LNG接收站逐漸增多。LNG儲罐是接收站的重要設備，用于儲存從LNG船接卸的LNG，因此LNG儲罐的建造是接收站建設的重要工程。 [1]  常見的LNG儲罐一般由混凝土外罐、絕緣填充層(包括襯板、膨脹珍珠巖、彈性棉氈等)和9%鎳鋼內罐組成，而新型的薄膜型儲罐除混凝土外罐相同外，絕緣填充層、罐底和內罐結構與以前的LNG儲罐完全不同。到目前為止，國內尚未開始應用薄膜型儲罐。

國外發(fā)展及運行現狀編輯

自1996年始就有研究機構對薄膜型和9%鎳鋼儲罐進行了性能測試，作出了質量風險評價。到2006年，一些歐洲標準確認了薄膜型儲罐和9%鎳鋼儲罐具有相同的安全等級，薄膜型儲罐逐漸成為了認證且批準的技術。 [2] 

截至目前，全球已有近百座薄膜型儲罐建成，罐容為8000m3到2萬m3 。韓國天然氣公司(KOGAS )的10座10萬立方米薄膜型儲罐自使用以來未出現任何問題;法國天然氣蘇伊士集團(GDF Suez)的2座1.2萬立方米薄膜型儲罐未進行任何維護仍處于正常運行狀態(tài);東京煤氣公司的2座1.2萬立方米薄膜型儲罐未出現任何問題，目前也在正常運行。 [3] 

結構編輯

薄膜型儲罐結構示意圖如圖1、2所示。

薄膜型儲罐和常見全包容混凝土頂儲罐的混凝土外罐沒有太大區(qū)別，它是儲存LNG和承擔氣體壓力載荷的支撐結構，系由混凝土拱頂、混凝土罐壁和混凝土承臺組成。外罐的內壁為56邊形。

一級波狀薄膜在氣相和液相中均可伸縮，它并不是系統(tǒng)的結構部件，其結構見圖3。薄膜呈正交波紋狀，類似于自由伸縮的波紋管。二級薄膜為非波紋狀，可儲存二級液體，主要用于一級薄膜泄漏時的設防。

薄膜型儲罐內罐罐底俯視圖見圖4，它由二角板區(qū)薄膜塊和長方板區(qū)薄膜塊拼裝而成、一級波狀薄膜是由這些薄膜塊通過埋件焊接在絕緣層上，且相互搭接而成的。薄膜的頂端通過外圍埋件錨固在罐壁的上端。

在拱頂下面是一層碳鋼襯板，罐壁上端的抗壓環(huán)和一級薄膜緊密焊接以確保罐內的氣密性良好。

在混凝土罐壁和一級薄膜(內罐)之間是絕緣填充層，以支撐處于環(huán)境溫度下的外罐結構。絕緣填充層承載了罐內LNG從薄膜傳至外罐的載荷，它的厚度取決于日蒸發(fā)率。填充層由內向外層層緊固，始終處于氮氣環(huán)境下，且對其進行監(jiān)

測。絕緣填充層是一個獨立的空間，氮氣監(jiān)測確保了罐內的氣密完整性。絕緣吊頂和拱頂之間形成了一定的絕緣空間，使得溫度處于可承受的范圍內。絕緣吊頂是由玻璃纖維和玻璃纖維毛氈覆蓋的鋁板組成，是罐頂的主要屏障，其厚度也取決于日蒸發(fā)率。

所有管道和儀表從罐頂連接，所以一級薄膜不會被穿透，保證了其完整性。管道錨固在罐頂且只延伸至罐底部分。

在混凝土罐內罐壁和承臺上表面有一層防潮層，防止混凝土及外界的液體或水蒸氣滲透到絕緣填充層內，從而影響整個結構的使用壽命

整個薄膜儲罐配備了監(jiān)測系統(tǒng)，可*控制儲罐的運行。 [3] 

設計理念編輯

薄膜型儲罐的設計理念是將結構、絕緣和氣密性作用明確分離，使得每個部分得以優(yōu)化，有效避免事故的發(fā)生。并且這樣一種設計也使得焊接應力趨于零，薄膜材料不會出現裂紋擴一展，即使在循環(huán)加載的情況下也不會出現裂紋擴展。 [3] 

與常見儲罐對比編輯

結構對比

薄膜技術的設計理念是將各個功能部分分隔開來，這也是和常見的9%鎳鋼技術不同之處。薄膜型儲罐和9%鎳鋼全包容儲罐的對比示意圖如圖。

(1)對于薄膜型儲罐一般按照蒸發(fā)率為0.05 %計算，絕緣填充層的厚度小于0.4m;在相同的條件下，由于技術與安裝的限制，常見的9%鎳鋼全包容儲罐的絕緣層厚度一般為1m左右。

(2)對于9%鎳鋼全包容儲罐，罐底采用的是泡沫玻璃磚以起到保冷作用，需敷設兩層，其厚度達到0.6 m左右;而對于薄膜型儲罐，其罐底和罐壁結構相同，其厚度仍然小于0.4m。

(3)對于9%鎳鋼全包容儲罐，從鋁吊頂到抗壓環(huán)之間的距離一般為3m左右。而薄膜型儲罐僅需1.5 m。

(4)薄膜型儲罐的內罐(即波狀薄膜)為1.2mm厚的不銹鋼，而9%鎳鋼全包容儲罐，在內罐下端轉角處9%鎳鋼的厚度就達到了40mm，可見在內罐厚度上薄膜型儲罐也更優(yōu)。

(5)薄膜型儲罐的絕緣填充層始終處于氮氣環(huán)境中，而不是天然氣或其他氣體。 [3] 

建設工時對比

以建設1.6萬立方米LNG儲罐為例，對薄膜型儲罐和90Io鎳鋼全包容儲罐的建設工時進行對比(不包括管理和質量控制如下表。

薄膜型儲罐和9%鎳鋼全包容儲罐的建設工時對比/h

結構 9%鎳鋼全包容儲罐 薄膜型儲罐

混凝土外罐 4000 4000

襯板（罐壁和罐底） 1500 無

防潮層（罐壁和罐底） 無 250

拱頂 1000 1000

吊頂 700 700

內部管道 250 250

內罐+熱角保護 3200 1600

罐外機械設備 300 300

其他 1500 1500

總工期 12450

9600

從上表可以看出，薄膜型儲罐的建設工期比9%鎳鋼全包容儲罐節(jié)省了2850 h。薄膜型儲罐主要節(jié)省了罐壁罐底襯板的敷設時間以及建設內罐和熱角保護的時間。薄膜型儲罐可以節(jié)省約23%的工時。 [3] 

優(yōu)點編輯

(1)薄膜型儲罐保證了儲罐結構和氣密結構的獨立性，可進行混凝土結構的液壓和氣動試驗、熱角保護的完整性檢測以及內罐完整性檢測。

(2)由于要承載絕緣體，因此，如果在同一地址建設9%鎳鋼全包容儲罐和薄膜型儲罐，那么后者的混凝土外壁就要比前者的混凝土外壁堅固。

(3)薄膜只是作為儲存液體的容器，無論儲罐的容積有多大，薄膜塊的結構設計都是相同的。

(4)薄膜型儲罐沒有容積的理論極限，25萬立方米甚至32萬立方米的儲罐都是可以考慮的。而對設計的限制就只涉及到混凝土外罐和土建部分。

(5)基于薄膜概念的設計，一級薄膜在循環(huán)加載的情況下具有無裂紋擴展的特性，從而防止了泄漏擴大。此外，焊接處應力接近于零，所以裂紋擴展的可能性極小。

(6)監(jiān)控系統(tǒng)可通過對絕緣填充層氣體的分析來對內罐的整體性和氣密性進行*監(jiān)測。

(7)薄膜型儲罐的靜水壓力測試和9%鎳鋼全容儲罐不同，它要在安裝薄膜和絕緣填充層之前進行，可利用海水進行靜水壓力測試，而無需采取其他具體措施。

(8)與9%鎳鋼全包容儲罐相比，薄膜可快速冷卻并且更易拆卸(膨脹珍珠巖環(huán)形空間需要釋放空氣)。

(9)在混凝土外罐尺寸相同情況下，薄膜型儲罐比9%鎳鋼全包容儲罐容積大10%，這得益于結構的優(yōu)化和薄膜內罐體系的厚度。

(10)與9%鎳鋼全包容儲罐相比，薄膜型儲罐中鎳的含量少得多。例如16萬立方米儲罐，若為9%鎳鋼全包容儲罐，需要至少3000t9%鎳鋼，而薄膜型儲罐只需250t不銹鋼。

(11)薄膜型儲罐是基于預制的高比率設計的，可進行全程質量控制。且9%鎳鋼全包容儲罐內罐建設所需工時是相同容積薄膜型儲罐的2倍。

(12)薄膜型儲罐比9%鎳鋼全包容儲罐的安裝更簡單，即便對于沒有施工經驗的施工人員，只要經過課程培訓(主要是粘接和焊接)就可以進行操作，無需調派專業(yè)施工人員。

(13)薄膜型儲罐與9%鎳鋼全包容儲罐相比可減少10%一35%的投資，并且建設周期短，僅1.6萬時的儲罐就可節(jié)省約4個月的工期。更重要的是，在地震頻發(fā)區(qū)，需要把9%鎳鋼全包容儲罐內罐錨固在基礎上，而薄膜型儲罐內罐不用錨固。

(14)薄膜型儲罐與9%鎳鋼全包容儲罐相比更加環(huán)保。 [3] 

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二手液化天然氣儲罐

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