LNG卧式低温储罐(真空粉末绝热)是LNG气化站的主要设备,直接影响气化站的正常生产,也占有较大的造价比例。按结构形式可分为地下储罐、地上金属储罐和金属预应力混凝土储罐。对于LNG储罐,现有真空粉末绝热型储罐、正压堆积绝热型储罐和高真空层绝热型储罐,中、小型气化站一般选用真空粉末绝热型低温储罐。储罐分内、外两层,夹层填充珠光砂并抽真空,减小外界热量传入,保证罐内LNG日气化率低于0.3%。
LNG卧式低温储罐(真空粉末绝热)的操作压力为0.6-1.44MPa,操作温度为-162℃,(分为立式或卧式)其罐体由内外两层构成,为了减少外部热量向罐内的传入,两层间采用抽真空填充珠光砂保冷材料绝热结构,与大气隔离,避免了大气压力或温度变化的影响以及湿空气进入内、外罐间保冷层,保证和提高了保冷材料的使用效果。
要求高。由于罐内储存的是低温液体,储罐一旦出现意外,冷藏的液体会大量挥发,气化量大约是原来冷藏状态下的300倍,在大气中形成会自动引爆的气团。因此,API、BS等规范都要求储罐采用双层壁结构,运用封拦理念,在层罐体泄漏时,二层罐体可对泄漏液体与蒸发气实现封拦,确保储存。
LNG储罐技术应用前景及构件特点
(一)、天然气液化技术应用前景
液化天然气简称低温储罐,因为其高储存效率和可灵活运输的性质,而且与储气库和柜比较具备容易建设、投资小以及受外部因素影响较小和迅速等等优点,所以特别适合扩容并调峰城市中的输配气系统。LNG还可用作车用燃料,因为其中辛烷值比现有汽车燃料高,抗爆性好,并且能够完全燃烧、排气污染少,能够提高发动机寿命和降低运行成本等。拿压缩天然气与LNG进行比较,LNG也具有一定优点,比如高储存效率,延长续驶里程,储瓶压力较低,重量轻且数量小,提高系数,在建站时不受供气管网的相关限制等等。
在我国,天然气资源的分布不同于能源消耗程度分布状况,甚至是恰恰相反。天然气的资源多集中在西部,而天然气的应用却是越往东南方向。故而急需解决天然气运输问题。随着我国经济和基础设施的发展齐备,国民广泛应用天然气已然开始风靡。然而,如此长距离的天然气输送管线,其中的建设投资规模巨大以及因部分地区地质地貌造成的施工技术困难,外加建成后高昂的维护费用,种种问题都是能影响长江中下游地区用户的天然气灵活供给的不确定因素。其次,因为输送管道布置事关各大燃气供应商的切身利益,所以考虑近期和远期天然气输送管道输气能力的利用率,从而在进行输气管网布置规划设计时,需要依据一般城市的发展规律,对大中小城市近期和远期天然气用气规模进行预测,但是因为这些预测事关社会经济环境等许多不确定因素而变得难以确定,所以大多数燃气供应商会选择舍远求近。这使得输气管道网在往后的时间中,只会随着天然气需求增加而缓慢改造发展。其三,因为国民用气量会有季节性的差异,输气管路也会不时出现故障,这都会造成供气的不平衡。故而,急需建设大量LNG调峰工厂以起到调峰作用。据了解,因为LNG工厂相比地而高压储气罐和地下储气库具有众多优点,例如投资资金少,节约土地,建设工期短等等。而且,天然气在液化之后的运输为经济可靠,在长距离运输的情况下具有小风险、强适应能力等特性,另外有的LNG槽车和轮船可以运输边远区域的液态天然气。伴随着经济的发展,天然气必然因其高燃烧率和环保以及经济可靠的性质而广受城市居民的青睐。
(二)、LNG低温储罐的构件特点
1、内罐壁
内罐壁是液化天然气储罐的主要构件,由耐低温、具有较好机械性能的钢板焊接而成,一般选用A5372级、A516Gr.60、Gr18Ni9、ASME的304等特种钢材。如某罐内罐底板和环板选用厚16mm、材质为A537CL2的钢板,其余板则可选用厚6.35mm、材质为A537CL1的钢板。
2、保冷层
罐壁保冷
外罐衬板内侧喷涂聚氨酯泡沫,一般要求聚氨酯泡沫导热系数≤0.03W/(m·K),密度40~60kg/m3,厚度150mm左右。
罐顶保冷
内罐顶采用悬吊式岩棉保冷层,如某罐罐顶设置了4层玻璃纤维保冷层,每层厚100mm,玻璃纤维棉的密度为16kg/m3、导热系数为0.04W/(m·K)。
罐底保冷
罐底保冷比较复杂,除了钢板下喷涂聚氨酯泡沫外,还要设计防水结构。下图是某罐罐底的保冷结构,包括65mm厚的垫层,60mm厚的密实混凝土,2mm厚的防水油毡,2层各100mm厚的发泡玻璃,较后用70mm厚混凝土覆盖,以保护外罐混凝土不受过低温度的影响。
3、混凝土外罐
混凝土外罐壁、外罐顶由预应力钢筋混凝土及耐低温钢衬板构成。混凝土强度应≥25MPa。外罐顶和罐壁要能承受气体意外泄漏产生的内压力,因此,钢筋混凝土要具备足够的抗拉强度。
对于大型储罐,为使预应力混凝土罐壁均衡受力,可采用等强不等厚或等厚不等强的设计方法。
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