LNG儲(chǔ)罐及儲(chǔ)罐發(fā)生泄露、翻滾時(shí)的應(yīng)急

1、儲(chǔ)罐發(fā)生儲(chǔ)罐發(fā)生泄露、翻滾時(shí)的應(yīng)急泄露、翻滾時(shí)的應(yīng)急2中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司1、什么是LNG低溫儲(chǔ)罐？2、LNG低溫儲(chǔ)罐有什么設(shè)計(jì)要求？3、當(dāng)儲(chǔ)罐發(fā)生泄露、翻滾時(shí)應(yīng)應(yīng)如何處理？3中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司LNG低溫儲(chǔ)罐一、 LNG低溫儲(chǔ)罐的基本結(jié)構(gòu)低溫儲(chǔ)罐的基本結(jié)構(gòu) 低溫儲(chǔ)罐為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)膽儲(chǔ)存低溫液體承受介質(zhì)的壓力和低溫，內(nèi)膽的材料采用耐低溫合金鋼(0Crl8Ni9)；外殼為內(nèi)膽的保護(hù)層與內(nèi)膽之間保持一定間距，形成絕熱空間，承受內(nèi)膽和介質(zhì)的重力荷載以及絕熱層的真空負(fù)壓。外殼不接觸低溫，采用容器鋼制作。絕熱層大多填充珠光砂，抽高真空。低溫

2、儲(chǔ)罐蒸發(fā)率一般低于0.2%。 4中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司二、LNG儲(chǔ)罐類型5中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司三、三、LNG 低溫儲(chǔ)罐的特殊要求低溫儲(chǔ)罐的特殊要求n1 、耐 低 溫 。常 壓 下 液 化 天 然 氣 的沸 點(diǎn) 為- 160 。LNG 選擇低溫常壓儲(chǔ)存方式, 將天然氣的溫度 降到沸點(diǎn) 以下, 使儲(chǔ)液罐 的操作壓力稍高于常壓, 與高壓常溫儲(chǔ)存方式相比, 可以大大降低罐壁厚度,提高安全性 能 。因此 LNG 要求儲(chǔ)液罐體具有良好的耐低溫性能和優(yōu)異的保冷性能。6中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司LNG 低溫儲(chǔ)罐的特殊要求低

3、溫儲(chǔ)罐的特殊要求n2 、安全要求高 。 由于罐內(nèi)儲(chǔ)存的是低溫液體, 儲(chǔ)罐一旦出現(xiàn)意外,冷藏的液體會(huì)大量揮發(fā),氣化量大約是原來冷藏狀態(tài)下 的 600 倍,在大氣中形成會(huì)自動(dòng)引爆的氣團(tuán)。因此, API、BS 等規(guī)范都要求儲(chǔ)罐采用雙層壁結(jié)構(gòu), 運(yùn)用封攔理念, 在第一層罐體泄漏時(shí), 第二層罐體可對(duì)泄漏液體與蒸發(fā)氣實(shí)現(xiàn)完全封攔,確保儲(chǔ)存安全 。7中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司LNG 低溫儲(chǔ)罐的特殊要求低溫儲(chǔ)罐的特殊要求n3、儲(chǔ)罐內(nèi)筒選用0Cr18Ni9不銹鋼，封頭選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭；外筒選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼16MnR 制造，內(nèi)外筒之間采取多層纏繞絕熱方式，并抽高真空，出廠真空度優(yōu)于國(guó)

4、家標(biāo)準(zhǔn)，確保貯罐的日蒸發(fā)率指標(biāo)最優(yōu)； 貯罐為臥式結(jié)構(gòu)，內(nèi)外筒之間采取2 組共8 只絕熱性能良好的膠木支承，其中一組為固定支撐，另一組可以允許內(nèi)罐在軸向上的滑移，以適應(yīng)儲(chǔ)罐的熱脹冷縮。整個(gè)儲(chǔ)罐采用2 組鞍座支撐，牢固可靠，設(shè)計(jì)專門的吊掛結(jié)構(gòu)，充分保證運(yùn)輸及起吊過程的方便性、安全性 。8中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司LNG 低溫儲(chǔ)罐的特殊要求低溫儲(chǔ)罐的特殊要求n 4、 保溫措施嚴(yán)格 。由于罐 內(nèi)外溫差最高可達(dá) 200 ，要使罐內(nèi)溫度保持在 -160 , 罐體就要具有良好的保冷性能, 在內(nèi)罐和外罐之間填充高性能的保冷材料 。9中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司

5、LNG 低溫儲(chǔ)罐的特殊要求低溫儲(chǔ)罐的特殊要求n5、 抗震性能好。一般建筑物的抗震要求是在規(guī)定地震荷載下裂而不倒 。為確保儲(chǔ)罐在意外荷載作用下的安全,儲(chǔ)罐必須具有良好的抗震性能。對(duì)LNG儲(chǔ)罐則要求在規(guī)定地震荷載下不倒也不裂 。因次, 選擇的建造場(chǎng)地一般要避開地震斷裂帶,在施工前要對(duì)儲(chǔ)罐做抗震試驗(yàn),分析動(dòng)態(tài)條件下儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)性能,確保在給定地震烈度下罐體不損壞 。 10中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司LNG 低溫儲(chǔ)罐的特殊要求低溫儲(chǔ)罐的特殊要求n6、 施工要求嚴(yán)格 。儲(chǔ)罐焊縫必須進(jìn)100%磁粉檢測(cè) (MT) 及 100%真空氣密檢測(cè)(VBT) 。要嚴(yán)格選擇保冷材料,施工中應(yīng)遵循規(guī)

6、定的程序?；炷翝沧r(shí)要控制水化溫度,防止因溫度應(yīng)力產(chǎn)生的開裂 。11中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司四、氣體的相關(guān)性質(zhì)四、氣體的相關(guān)性質(zhì)n1）臨界溫度）臨界溫度 某種氣體，當(dāng)氣體超過一定溫度時(shí)，無某種氣體，當(dāng)氣體超過一定溫度時(shí)，無論加多大壓力都不能使其液化，這一溫論加多大壓力都不能使其液化，這一溫度稱為該氣體的臨界溫度。度稱為該氣體的臨界溫度。n2） 臨界壓力臨界壓力 在某氣體的臨界溫度時(shí)，給氣體加壓使在某氣體的臨界溫度時(shí)，給氣體加壓使其液化所需的最低壓力，稱為該氣體的其液化所需的最低壓力，稱為該氣體的臨界的臨界壓力。臨界的臨界壓力。12中海石油天津新能源有限公司中海石油

7、天津新能源有限公司氣體的相關(guān)性質(zhì)氣體的相關(guān)性質(zhì)n3）爆炸極限）爆炸極限 可燃?xì)怏w，無空氣參與就不會(huì)燃燒可燃?xì)怏w，無空氣參與就不會(huì)燃燒。即使有空氣而不在與空氣混合比。即使有空氣而不在與空氣混合比例范圍之內(nèi)也不會(huì)引起燃燒。將能例范圍之內(nèi)也不會(huì)引起燃燒。將能引起燃燒的混合比例范圍，用燃燒引起燃燒的混合比例范圍，用燃燒氣體與空氣的體積百分比表示稱為氣體與空氣的體積百分比表示稱為燃燒范圍。在燃燒范圍內(nèi)引起爆炸燃燒范圍。在燃燒范圍內(nèi)引起爆炸的范圍稱為爆炸范圍。的范圍稱為爆炸范圍。 13中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司氣體的相關(guān)性質(zhì)氣體的相關(guān)性質(zhì)燃燒范圍與爆炸范圍幾乎相同。燃燒范圍與爆炸

8、范圍幾乎相同。 A可燃?xì)怏w在空氣中剛剛維持火焰蔓延可燃?xì)怏w在空氣中剛剛維持火焰蔓延的最低濃度稱為氣體的爆炸下限。的最低濃度稱為氣體的爆炸下限。 B可燃?xì)怏w在空氣中足以是火焰蔓延的可燃?xì)怏w在空氣中足以是火焰蔓延的最高濃度稱為氣體的爆炸最高濃度稱為氣體的爆炸上限。上限。14中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司五、五、LNGLNG泄露的特點(diǎn)泄露的特點(diǎn)n液化天然氣LNG一旦發(fā)生泄露，會(huì)在低洼地方形成液池，池內(nèi)液體發(fā)生初始閃蒸氣化，瞬時(shí)產(chǎn)生大量蒸氣。蒸氣云內(nèi)的物質(zhì)難以在短時(shí)間內(nèi)自發(fā)均勻分布，其分布特點(diǎn)由泄露量、泄露速度及泄露地點(diǎn)等因素確定。當(dāng)其體積比在爆炸極限（5%15%）以內(nèi)并遇點(diǎn)火源

9、時(shí)，便發(fā)生蒸氣云爆炸事故。若蒸氣云處于液池上方，便有可能迅速向液池回火燃燒，形成池火火災(zāi)。LNG儲(chǔ)罐受到外部火焰的長(zhǎng)時(shí)間烘烤，儲(chǔ)罐強(qiáng)度隨溫度上升而逐漸降低，當(dāng)強(qiáng)度下降至該溫度下降的屈服極限時(shí)，儲(chǔ)罐將突然破裂。此時(shí)壓力瞬間降低，LNG迅速氣化并起燃，導(dǎo)致沸騰液體擴(kuò)展為蒸氣爆炸事故。15中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司六、六、LNGLNG泄露應(yīng)急處理泄露應(yīng)急處理n微量液體泄漏時(shí)，泄漏的數(shù)量對(duì)爆炸后果的影響是非常大的，應(yīng)在放生微量泄漏時(shí)，迅速采取果斷措施，防止事故擴(kuò)大。一旦發(fā)生儲(chǔ)罐敞開式燃燒，對(duì)罐區(qū)及生產(chǎn)區(qū)安全構(gòu)成極大威脅，因此必須控制泄漏液體面積，若發(fā)生大面積泄漏，必須在液面覆

10、蓋泡沫，比隔絕點(diǎn)火源和空氣。n應(yīng)急要點(diǎn) 1、控制泄漏量，以免造成大量泄漏。 2、控制泄漏范圍，將事故范圍最小化。 3、隔絕點(diǎn)火源和空氣，避免達(dá)到爆炸極限。16中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司 七、七、LNGLNG翻滾現(xiàn)象翻滾現(xiàn)象n LNG 的翻滾實(shí)際上是一種劇烈蒸發(fā)的過程。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG 出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象時(shí), 由于上層LNG靜壓的抑制作用 ,使得外界傳入的熱量無法使下層的LNG及時(shí)蒸發(fā) ,造成下層LNG處于過飽和狀態(tài)。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)上層的LNG 密度大于下層時(shí),下層 LNG突然上升 ,導(dǎo)致迅速蒸發(fā)（圖1）。對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的LNG站,LNG儲(chǔ)罐一般不會(huì)完全倒空儲(chǔ)存LNG.由于

11、LNG密度不同,在充裝密度、溫度都不同的新LNG一段時(shí)間后,LNG在儲(chǔ)罐內(nèi)將產(chǎn)生分層,時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)容易產(chǎn)生翻滾,從而對(duì)LNG儲(chǔ)罐的安全造成極大的威脅,也會(huì)增加處理翻滾產(chǎn)生的蒸發(fā)氣的費(fèi)用。17中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司LNGLNG翻滾現(xiàn)象翻滾現(xiàn)象18中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司八、抑制八、抑制LNGLNG翻滾翻滾n分析了儲(chǔ)罐內(nèi)LNG液體翻滾的機(jī)理及其危害,研究了消除LNG分層、預(yù)防翻滾的對(duì)策.結(jié)論指出:利用儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)時(shí)提供的頂部卸料管和底部卸料管,在儲(chǔ)罐投入運(yùn)營(yíng)后,當(dāng)接卸的LNG密度與儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG密度不同時(shí),采用合理的卸料方式,不同密度的LNG將自

12、動(dòng)混合,不會(huì)產(chǎn)生明顯的分層,進(jìn)而極大地降低了翻滾發(fā)生的概率（圖2）。19中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司抑制抑制LNGLNG翻滾翻滾20中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司21中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司22中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司n。23中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司24中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司25中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司26中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司27中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司n。 28中海石油天津新能源有限公司中海石油天津新能源有限公司29中海石