大型LNG储罐使用注意事项及施工工艺

大型LNG储罐是LNG接收站的核心设备，当外界热量不断向罐内传递时，将造成LNG密度发生变化，LNG的分层平衡被破坏，进而引发分层翻滚现象。分层翻滚产生大量的蒸发气使得大型LNG储罐压力升高，若蒸发气体不能及时排出将会导致储罐超压，引发排空事故。

因此，合理评估大型LNG储罐的保冷性能，对其隔热层进行优化以获得经济、的保冷效果具有重要的工程价值。目前，对于大型LNG储罐保冷性能的主要集中在储罐隔热层的建造技术、绝热计算以及储罐整体温度场分布等方面。为了提高储罐保冷性能，通常从保冷材料的选择及施工工艺方而进行考虑，珠海LNG储罐建造时特别增加了罐壁弹性毡的厚度，另外采用干砂作为找平层，增强了绝热效果；LNG接收站储罐建造时考虑了水蒸气对保冷材料的危害，采用隔气性能较好的马蹄脂和粘结剂进行隔气保护。

但是，对于保冷效果的综合评价、隔热层的优化设计却较少涉及，从罐壁受力变形来进行隔热层优化是鲜有。大型LNG储罐底部泡沫玻璃的保冷效果，通过参考蒸发量及冷量损失来进行罐底保温层优化，但未考虑太阳辐射的影响，其结果有的局限性。基于此，在充分考虑了热辐射的情况下，提出通过保冷损失率、LNG蒸发率、外罐壁受力及变形的变化对罐壁保冷性能进行评价，在此基础上提出罐壁隔热层厚度优化方法，为LNG储罐保冷效果的评价以及隔热层设计提供参考。

大型LNG储罐主要由9%Ni钢内罐、预应力混凝土外罐、外罐内侧底部热角保护系统、储罐隔热层及工艺管道等组成，其隔热层主要包括3部分：顶部为玻璃纤维毡，罐体为膨胀珍珠岩与弹性玻璃纤维毡的组合体，底部隔热层主要为泡沫玻璃砖。

大型LNG储罐内、外罐壁间的环形空间为堆积绝热方式，保冷材料选用质量轻、绝热性好的膨胀珍珠岩。大型LNG储罐会因温度变化产生变形，因此，在内罐壁外侧安装由玻璃棉制成的弹性玻璃纤维毡，为珍珠岩提供弹性，可以防止或珍珠岩的沉降，避免了二次填充。热角保护系统由高度为5m的9%Ni钢壁板及泡沫玻璃砖隔热层、9%Ni钢层底板等组成。

大型LNG储罐外罐壁温度在传递过程中，外罐壁内外两侧有较小的温差。温差使得储罐结构产生收缩应变和体积变形，外罐壁在内外约束下，产生温度应力[Cml。在正常使用状态下，自重、预应力、内部气压、液压以及罐顶压力共同作用使得外罐壁部分区域拉应力较大，较小的温差作用可能加剧外罐壁的受拉。混凝土作为一种抗拉强度较低的脆性材料，在较小的拉应力下即可能受到破坏，将外罐壁在温差作用下的受力变形情况作为罐壁保冷设计参考是的。

大型LNG储罐罐体多种传热方式共存，考虑到罐顶与罐底的热损失可能对罐壁热损失产生影响，因此进行外罐壁热损失分析时，计算整个大型LNG储罐温度场。由于储罐外罐所受荷载及几何上的对称性，取1/4外罐进行建模。模型建立步骤如下：①通过外罐壁及隔热层温度场模型，求解外罐及隔热层的温度分布；②建立外罐壁结构模型；③温度场与结构场祸合求解不同隔热层厚度条件下的储罐受力及变形情况。

边界条件：①利用AD工NA-Thermal热分析模块建立温度场模型，内罐壁外侧温度为一165℃，外罐壁外侧温度为17.65℃；②利用AD工NA-Structure结构分析模块建立结构模型，外罐顶部和底部采用固定约束，外罐采用混凝土等厚、环向预应力筋等间距布置。

低温储罐的主要功能是充装、储存低温液体。对低温储罐的使用要求，应周全考虑气体危险特性、低温保护效果、周围环境状况、压力容器特性等，采取相应技术管理措施，运行。

低温储罐使用注意事项：

1、低温储罐作业人员：

应详细了解设备及其管阀系统结构特点，熟悉掌握低温液体危险特性，严格掌控周围环境状况，按低温储罐操作程序进行作业。作业人员须经地市级及以上质量技术监督部门培训考核合格，持有压力容器操作资格证书，方可上岗作业。作业前，作业人员应按规定做好劳动防护措施。

低温储罐

2、低温储罐的巡回检查：

在低温储罐正常使用过程中，应有专人负责巡回检查。检查内容器压力不得超过储罐的高工作压力，若超压时，应采取泄压措施。检查各阀门所处状态及泄漏状况，发现状态有异或有泄漏，应及时采取处理措施，妥善纠正异常。

3、低温储罐的定期检查：

定期检查低温储罐夹套内的真空度，若真空度恶化，应采取补抽真空措施（储罐抽真空应约请单位或原制造单位负责实施）。

4、低温储罐应定期检验：

低温储罐属于强制监察的特种设备，被列入第三类压力容器，应按有关技术规范实施定期检验。储罐附件也应定期进行检查，一般压力表、液位计、阀、爆破片装置等每年至少校验或换一次。若发现低温储罐设备及附件有各种故障，均应随时查明原因，作出正确分析判断，采取合理解决方法，其持续正常运行和使用。

低温储罐LNG的储罐应满足下列要求：

1)耐低温

常压下液化气的沸点为-160℃。LNG要求储液罐体具有良好的耐低温性能和优异的保冷性能。

2)要求高

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。

3)材料

内罐壁要求耐低温，一般选用9Ni钢或铝合金等材料，外罐壁为预应力钢筋混凝土。