LNG儲罐

LNG儲罐建造的位置首先應(yīng)避開易燃物釋放的下風(fēng)向。平面布置設(shè)計(jì)時，應(yīng)根據(jù)工藝確定的流程位置來確定工藝裝置及儲罐的相對位置。藝裝置系統(tǒng)離儲罐較遠(yuǎn)，罐漏熱,而使得內(nèi)罐的冷態(tài)低溫介質(zhì)氣化,防止出現(xiàn)事故。

LNG儲罐大型立式平底型圓筒儲罐多采用高架式的混凝土樁基基礎(chǔ)。基礎(chǔ)承臺由柱樁支撐,可空氣流通暢通。內(nèi)罐底部與外罐底部之間設(shè)置隔熱層,使用玻璃磚及珠光砂混凝土等導(dǎo)熱系數(shù)小的材料作為支撐層,隔斷內(nèi)罐冷能,即接觸LNG的材料為-162℃,而到混凝土承臺可以降到常溫。

LNG儲罐多采用柱腿支撐,支撐構(gòu)件作為此類儲罐漏熱的一個主要部分,在儲罐設(shè)計(jì)時需要考慮支撐的隔熱措施，目前用于民用燃?xì)鈿饣镜男⌒蛢藓陀糜贚NG生產(chǎn)裝置及調(diào)峰型液化裝置的子母罐,其內(nèi)罐設(shè)計(jì)成壓力容器,按GB150—1998《鋼制壓力容器》附錄C設(shè)計(jì)[4],其設(shè)計(jì)壓力為1.8MPa,通常工作壓力在0.2～1.0MPa。大型及特大型LNG接受終端用的立式平底圓筒形儲罐,按照BSEN1462021—2006《低溫工作條件下立式平底圓筒型儲罐:部分設(shè)計(jì)、建造、安裝和操作通用指南》進(jìn)行設(shè)計(jì),儲罐設(shè)計(jì)壓力不超過0.05MPa。立式圓筒型單容罐,國內(nèi)目前參照API620《大型焊接低壓儲罐設(shè)計(jì)與建造》附錄Q及上述標(biāo)準(zhǔn)建造,其工作壓力0.01MPa,設(shè)計(jì)正壓0.025MPa,內(nèi)部負(fù)壓0.0005MPa。主體(內(nèi)罐)材料要求材料基本要求。

LNG儲罐通常LNG儲存在-162℃,低溫下金屬材料的性質(zhì)較常溫狀態(tài)有很大變化。為LNG儲罐的,選用制造低溫儲罐的金屬材料須考慮以下因素:①常溫至-196℃(設(shè)計(jì)溫度)范圍內(nèi)的強(qiáng)度。②在使用溫度范圍內(nèi)具有足夠的韌性和塑性,以免發(fā)生脆性破壞。③穩(wěn)定的金相結(jié)構(gòu)。④具有良好的加工性和焊接性。⑤價格低廉,且容易采購。⑥適合低溫要求的物理性能。

目前,適宜建造LNG儲罐內(nèi)罐的材料主要有9Ni鋼,如國產(chǎn)的06Ni9鋼、ASTMA553TypeI以及奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9Ti等。中小型LNG儲罐的內(nèi)罐常用奧氏體不銹鋼制造,大型及特大型。

LNG儲罐工作流程原理：

LNG貯罐的工作流程原理。底部設(shè)有加排系統(tǒng)、自增壓系統(tǒng)、系統(tǒng)、液面高度及壓力指示系統(tǒng)。當(dāng)向罐內(nèi)加注液體時，打開上下進(jìn)液閥V7、V2，并打開排氣管路系統(tǒng)。液面經(jīng)加液口a進(jìn)入罐內(nèi)，由液位計(jì)LI-1讀出液位高度，當(dāng)測滿口c有液體流出時，結(jié)束加注。當(dāng)需要排液時，打開自增壓力系統(tǒng)，貯罐將保持穩(wěn)壓排液，液體由排液口流出，也可通過b口由低溫泵將液體排出。

LNG儲罐低溫容器的絕熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

低溫絕熱的目的是設(shè)法減少通過對流，導(dǎo)熱、輻射等途徑漏入低溫設(shè)備的熱量，以維護(hù)低溫裝置能正常工作。

低溫絕熱和高溫“保溫”，雖然原理相同，但低溫絕熱在低溫領(lǐng)域內(nèi)有著特別重要的作用。首先，作為制冷的低溫液體，沸點(diǎn)很低，汽化潛熱小，室溫環(huán)境相對于液體來說是一個很大的熱源，另外為了獲得這些低溫液體，需要消耗很多的能量。因此，為了經(jīng)濟(jì)的獲得這些低溫液體，貯運(yùn)和使用這些低溫液體，必須有良好的絕熱。

LNG儲罐流程圖：

低溫絕熱可分為四種類型：

1、堆積絕熱（容積絕熱）；

2、高真空絕熱；

3、真空-粉末絕熱；

4、高真空多層絕熱（包含多屏絕熱）。

下面以真空粉末絕熱來說明。

LNG儲罐這種絕熱結(jié)構(gòu)式是在絕熱空間充填多孔性絕熱材料（粉末或纖維），再將絕熱空間抽到一定的真空度。研究與分析表明在絕熱空間填充多孔粉末和纖維，只要在低真空的情況下，就可以使氣體分子的平均自由程大于粉末粒子（或纖維）之間的間距，從而就可以氣體的對流傳熱。而殘余氣體的熱傳導(dǎo)，也因?yàn)闅鈮航档投@著下降。另外，LNG儲罐由于多孔性材料對熱射線的反射與吸收(包含散射)，也起到了削弱輻射傳熱的作用。特別是添加一定數(shù)量的阻光材料（銅粉或鋁粉）后，更有利于減少輻射傳熱。由于上述幾種因素，這種絕熱型式的絕熱性能，比單純高真空絕熱的更好，而且避免了獲得和保持高真空所帶來的許多困難。

LNG儲罐影響絕熱效果的因素除真空度外，還有粉末的粒度；容重、添加劑的種類與數(shù)量、界面溫度等。真空-粉末（或纖維）絕熱的優(yōu)點(diǎn)是：絕熱性能好，優(yōu)于堆積絕熱二個數(shù)量級，優(yōu)于高真空絕熱一個數(shù)量級，而且真空度要求不高，一般為1～0.1Pa即可。這種絕熱的缺點(diǎn)是：要求夾層間距大，笨重。適用于大、中型低溫LNG儲罐和設(shè)備。

LNG儲罐焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：

低溫容器一般都處于高真空、深低溫的條件下工作，因此，對焊縫的氣密性要求很高。根據(jù)構(gòu)件的不同情況，合理選擇焊接的形式是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最主要的內(nèi)容之一。

LNG儲罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則：

1、首先考慮接頭的工作介質(zhì)和工作條件，例如溫度、振動、疲勞和腐蝕性等，以有足夠的強(qiáng)度和氣密性。

2、大型構(gòu)件應(yīng)盡可能減少焊接預(yù)熱和焊后熱處理工作。

3、盡量設(shè)法減少焊接件的變形和應(yīng)力，如不同厚度的材料焊接時，盡量采用等厚度的接頭形式（圖2.2 b）。盡可能減少焊后加工工作量。

LNG儲罐真空環(huán)境下的幾種焊接結(jié)構(gòu)：

低溫下的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

LNG儲罐低溫容器中，為滿足使用和檢查的要求，常用到許多密封結(jié)構(gòu)，大致可分成四大類：

1、低溫靜密封，往往與真空相關(guān)聯(lián)，成為真空下的低溫密封；

2、動密封，一些運(yùn)動零部件之間的密封；

3、低溫容器的窗口密封；

4、引線密封。

以上四種密封有的僅用在低溫下，有的用在低溫真空下。由于低溫下材料的許多物性變化很大，如熱脹冷縮、低溫下變硬變脆等問題，會導(dǎo)致密封比壓大大降低或完全消失。為此，低溫下密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，是低溫容器設(shè)計(jì)中一項(xiàng)特殊的工作。

LNG儲罐低溫液體運(yùn)輸管道設(shè)計(jì)：

真空絕熱管道適用于長時間連續(xù)輸送液氮、液氧、液氫和液氦等。絕熱空間的真空度優(yōu)于0.01Pa，內(nèi)、外管徑之比為2~2.8。