LNG储罐,液化天然气储罐,低温储罐,液氩储罐,液氮储罐,液氧储罐,二氧化碳储罐,LNG容器_黄骅百恒达祥通机械制造有限公司

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我国LNG储罐的预冷过程及作用

201810-0916:48:14

随着LNG(液化气)需求的日益增长,LNG储罐产业也发展起来。LNG储罐一旦破坏会产生大的灾难,因此其性变得尤其重要,特别是能的。一直以来,储罐的主要考虑的是水平地震作用的影响,而忽略了垂直地震荷载对储罐的影响。实际的震害表明,在中等地震烈度的情况下,忽略垂直地震荷载的作用,就可能使储罐在地震中遭受损害。基于此种现状,文中在静力分析的基础上,对内罐泄漏条件下全容式LNG储罐混凝土外墙进行时程分析,比较不同场地地震波及单向水平、双向水平和三向地震激励下储罐外墙的地震响应。

LNG是液化气(LiquefiedNaturalGas)的简称,与成品油和CNG相比,是一种清洁、又便于存储运输的能源。目前,LNG贸易正成为能源市场的新热点。由于LNG-162℃的低温特性,LNG储罐作为储存LNG的主要设备,在一次LNG装卸前,对LNG储罐进行预冷。预冷时,对冷却速率的控制、预冷介质用量和预冷时间的预估是大型全容式常压LNG储罐预冷工作顺利实施的关键。

对于小型LNG储罐一般采用液氮预冷,大型全容式LNG储罐一般采用LNG预冷。目前,LNG储罐预冷的都处于理论分析与数值模拟相结合的阶段,实验较少。理论分析都是基于能量守恒的原则,建立方程式,推导预冷介质用量、预冷时间和储罐温度的关系。建立的方程式是在忽略漏热、不考虑材料比热容等对储罐预冷影响的假设下建立的,这将导致预冷介质用量与实际用量存在差距,没有贴合实际的储罐预冷温降曲线。

本文综合考虑了储罐漏热及材料比热容对储罐预冷的影响,对目前建立的预冷数学模型进行了优化。得出不同冷却速率下的预冷介质用量和预冷时间,并与实际预冷数据进行对比分析,为大型全容式LNG储罐预冷提供参考。

目前,LNG储罐预冷的规范较为成熟,我国LNG储罐预冷多由公司实施,国内不足。根据规范规定,低温储罐预冷通常使用低温液化气体预冷,为了避免储罐温降过大,破坏储罐结构,应该制定合理的冷却方案,控制冷却速率。根据NFPA59A一2009,推荐储罐的冷却速率一3℃/h,控制冷却速率较大为一5℃/h,相邻罐壁或底部测温元件的较大温差不超过30℃,储罐任意两点温差不超过50℃。

在整个LNG储罐的预冷过程中,预冷介质冷量的消耗包括两部分:(1)储罐内罐壁、隔热层及罐内气体达到使用温度所需要的热量;(2)储罐漏热消耗的热量。

大型LNG储罐结构复杂,对储罐冷却函数的是基于物料守恒原理,但对其预冷过程中整个传热过程进行分析是很困难的,现做如下假设:(1)大型LNG储罐预冷过程中压力恒定不变;(2)内罐壁温度与罐内气体温度相同,外罐壁混凝土温度与环境温度相同;(3)垂直方向上绝热层的热流量大于平行壳壁方向上的热流量,故假设传热为一维径向热传导。

LNG低温储罐在充注LNG之前,或因需要进行内部检修而停止使用之后,应对储罐进行净化处理。净化的目的是要用惰性气体将储罐内的空气或气置换出来,避免形成气与空气的爆炸性混合气体。这种净化处理也称“惰化”。惰化用的气体通常采用氮气或二氧 化碳。

气储罐处于作业状况时,存在着走漏、超压、爆炸等潜在危险,若不及时发现处理发作这些事端前的隐患,就会开展成严重事端。因而拟定完善的点检制度并认真执行,对贮槽运转非常重要。气储槽日常点检主要包含以下内容:

1、阀门、管路是不是走漏,壳体是不是结霜、出汗。

2、悉数阀门是不是处于正常启闭状况。

3、外表(液位计、压力表)作业是不是正常,DCS显现参数与现场一次表是不是共同。

4、储槽压力是不是正常,当压力挨近或等于较高压力时,需翻开放空阀泄压。

5、液体充溢率是不是。

6、关于常压粉末绝热储槽,密封气是不是正常。(50mmH2O)

7、储槽邻近严禁放置易燃、易爆物品及悉数杂物。

8、储槽邻近严禁烟火。

气储罐是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。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,罐内LNG日气化率低于0.3%。

气储罐的操作压力为0.8MPa,1.2MPa,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,和提高了保冷材料的使用效果。

LNG是储存在低温储罐内的。早期的储罐都是采用单壁形式。单壁储罐顶盖及底部采用块体绝热,但存在许多缺点,例如没有层、易受风灾危害等。为了这些缺点,后来提出了双壁双顶储罐。它是将干燥的纯气体充入两壁间的环形绝热空间内,保持正压以防止吸入潮湿空气。但是,随着储罐容量的增大,供应干燥纯气体的费用显著增大。此外,由于液化气体是接近其正常沸点储存,很容易产生蒸汽造成罐内超压。这就促使了悬挂式顶盖技术的发展,并较终形成了双壁单顶储罐。这种储罐取消了纯气体系统,用悬挂的绝热吊顶取代了内容器的顶盖,形成一个单独的穹顶空间,其中双壁单顶敞口储罐是将内容器的顶部做成敞口,使LNG蒸汽可以进入环形空间。这样既阻止了潮湿空气的进入,又可让内容器减压。双壁单顶储罐的另一种形式是采用具有气密性的外壁来防止潮湿空气的进入,改用穹顶空间盛装LNG蒸汽减压,这样还可起到减少罐顶自重负担的效果。