液化天然气储罐形式和选型.docx

1、液化天然气储罐形式和选型LNG 储存是 LNG 工业链中的重要一环。LNG 储罐虽然只是 LNG 工业链中的一种单元设备，但是由于它不仅是连接上游生产和下游用户的重要设备，而且大型储罐对于液化工厂或接收站来说，占有很高的投资比例，因而世界各国都非常重视大型 LNG 储罐的设计和建造。随着全球范围天然气利用的不断增长和储罐建造技术的发展，LNG 储罐大型化的趋势越发明显，单罐容量 20104m3储罐的建造技术已经成熟，最大的地下储罐已达到 25104m3容量。由于 LNG具有可燃性和超低温性(-162)，因而对 LNG 储罐有很高的要求。储罐在常压下储存 LNG，罐内压力一般为 3.430kPa

2、，储罐的日蒸发量一般要求控制在 0.04%0.2%。为了安全目的，储罐必须防止泄漏。一、一、LNGLNG 储罐形式储罐形式低温常压液化天然气按储罐的设置方式及结构形式可分为：地下罐及地上罐。地下罐主要有埋置式和池内式；地上罐有球形罐、单容罐、双容罐、全容罐及膜式罐。其中单容罐、双容罐及全容罐均为双层罐(即由内罐和外罐组成，在内外罐间充填有保冷材料)。(一一)地地下储罐下储罐如图 4-1 所示，除罐顶外，地下储罐内储存的 LNG的最高液面在地面以下，罐体坐落在不透水稳定的地层上。为防止周围土壤冻结；在罐底和罐壁设置加热器。有的储罐周围留有 1m 厚的冻结土，以提高土壤的强度和水密性。LNG 地下

3、储罐采用圆柱形金属罐，外面有钢筋混凝土外罐，能承受自重、液压、地下水压、罐顶、温度、地震等载荷。内罐采用金属薄膜，紧贴在罐体内部，金属薄膜在-162时具有液密性和气密性，能承受 LNG 进出肘产生的液压、气压和温度的变动，同时还具有充分的疲劳强度，通常制成波纹状。日本川崎重工业公司为东京煤气公司建造了目前世界上最大的 LNG 地下储罐。其容量为 14104m3，储罐直径64m，高 60m，液面高度 44m，外壁为 3m 厚的钢筋混凝土，内衬 200m 厚的聚氨酯泡沫隔热材料，内壁紧贴耐-162的川崎不锈钢薄膜，罐底为 7.4m 厚的钢筋混凝土。地下储罐比地上储罐具有更好的抗震性和安全性，不易受

4、到空中物体的碰击，不会受到风载的影响，也不会影响人员的视线，不会泄漏，安全性高。但是地下储罐的罐底应位于地下水位以上，事先需要进行详细的地质勘察，以确定是否可采用地下储罐这种形式。地下储罐的施工周期较长，投资较高。(二二)地上储罐地上储罐目前世界上 LNG 储罐应用最为广泛的是金属材料地面圆柱形双层壁储罐。LNG 地上储罐分为以下五种形式：1.单容罐单容罐是常用的形式，它分为单壁罐和双壁罐(由内罐和外容器组成)，出于安全和隔热考虑，单壁罐未在 LNG 中使用。双壁单容罐的外罐是用普通碳钢制成，它不能承受低温的 LNG，也不能承受低温的气体，主要起固定和保护隔热层的作用。单容罐一般适宜在远离人口

5、密集区，不容易遭受灾害性破坏(例如火灾、爆炸和外来飞行物的碰击)的地区使用，由于它的结构特点，要求有较大的安全距离及占地面积。图 4-2 是单容罐结构示意图1。其中，a、c 采用座底式基础，b、d 采用架空式基础。单容罐的设计压力通常为(1720)kPa，操作压力一般为 12.5kPa。对于大直径的单容罐，设计压力相应较低，BS7777 规范中推荐这种储罐的设计压力小于 14kPa，如储罐直径为 7080m 时已经难以达到，其最大操作压力大约在 12kPa。因设备操作压力较低，在卸船过程中蒸发气不能返回到 LNG 船舱中，需增加一台返回气风机。较低的设计压力使蒸发气体的回收压缩系统需要较大的功

6、率，将增大投资和操作费用。单容罐的投资相对较低，施工周期较短；但易泄漏是它的一个较大的问题，根据规范要求单容罐罐间安全防护距离较大，并需设置防火堤，从而增加占地及防火堤的投资。周围不能有其他重要的设备。因此对安全检测和操作的要求较高。由于单容罐的外罐是普通碳钢，需要严格地保护以防止外部的腐蚀，外部容器要求长期的检查和油漆。由于单容罐的安全性较其他形式罐的安全性低，近年来在大型 LNG 生产厂及接收站已较少使用。2.双容罐双容罐具有能耐低温的金属材料或混凝土的外罐，在内筒发生泄漏时，气体会发生外泄，但液体不会外泄，增强了外部的安全性，同时在外界发生危险时其外部的混凝土墙也有一定的保护作用，其安全性较单容罐高。根据规范要求，双容罐不需要设置防火堤但仍需要较大的安全防护距离。当事故发生时，LNG 罐中气体被释放，但装置的控制仍然可以持续。图 4-3 是双容罐结构示意图1。其中，a 外罐采用金属材料，b 外罐采用预应力混凝土，罐顶加吊顶隔热，c外罐采用预应力混凝土并增加土质护堤，罐顶加吊顶隔热。储罐的设计压力与单容罐相同(均较低)，也需要设置返回气鼓风机。双容罐的投资略高于单容罐，约为单容罐投