06-LNG儲(chǔ)存技術(shù)解析課件

第六章LNG儲(chǔ)存技術(shù)液化天然氣（LNG）技術(shù)第六章液化天然氣（LNG）技術(shù)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）一、儲(chǔ)罐型式分類按容量分類①小型儲(chǔ)罐：容量5～50m3。②中型儲(chǔ)罐：容量50～100m3。③大型儲(chǔ)罐：容量100～1000m3。④大型儲(chǔ)槽：容量1000～40000m3。⑤特大型儲(chǔ)槽：容量40000～200000m3。按隔熱分類①真空粉末隔熱：常用于小型LNG儲(chǔ)罐。②正壓堆積隔熱：廣泛用于大中型儲(chǔ)罐及儲(chǔ)槽③高真空多層隔熱：很少采用，用于小型LNG儲(chǔ)罐。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）一、儲(chǔ)罐型式分類罐（槽）的形狀分類①球形罐：一般用于中小型容量的儲(chǔ)罐，某些大型LNG儲(chǔ)槽也采用球型罐。②圓柱形罐（槽）：廣泛用于各種容量的儲(chǔ)罐和儲(chǔ)槽。按罐（槽）的材料分類①雙金屬：內(nèi)罐和外殼均采用金屬材料，一般內(nèi)罐采用耐低溫的不銹鋼或鋁合金，外殼采用黑色金屬，目前采用較多的是壓力容器用鋼。②預(yù)應(yīng)力混凝土罐：大型儲(chǔ)槽采用預(yù)應(yīng)力混凝土外殼，內(nèi)筒采用低溫的金屬材料。③薄膜型：內(nèi)筒采用厚度為0.8～1.2mm的36Ni鋼。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）罐（槽）的形狀分類第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）二、常用小型儲(chǔ)罐立式LNG儲(chǔ)罐雙金屬壁結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)存方式為帶壓儲(chǔ)存，隔熱方式主要采用真空粉末隔熱。

LNG的理論計(jì)算日蒸發(fā)率為≦0.27%/d。流程包括:進(jìn)、排液系統(tǒng)，進(jìn)、排氣系統(tǒng)，自增壓系統(tǒng)，吹掃置換系統(tǒng)，儀表控制系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)，測(cè)滿系統(tǒng)，安全系統(tǒng)等。

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）圖6.1100m3立式LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)及流程示意圖二、常用小型儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）圖6.1100m306-LNG儲(chǔ)存技術(shù)解析課件立式LNG子母型儲(chǔ)罐

子母罐----三個(gè)以上。隔熱方式為粉末（珠光砂）堆積隔熱。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）立式LNG子母型儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)依靠容器自身壓力，可采用壓力擠壓的辦法對(duì)外排液，而不需要輸液泵排液，因此操作簡(jiǎn)單和可靠性提高。由于外罐的結(jié)構(gòu)尺寸原因，夾層無法抽真空；夾層厚度通常選擇800mm以上，導(dǎo)致保溫性能與真空粉末隔熱球罐相比較差。容器具備承壓條件后，可采用常壓儲(chǔ)存方式，減少儲(chǔ)存期間的排液損失。由于夾層厚度較厚，且子罐排列的原因，設(shè)備的外形尺寸較大。子母罐的制造安裝較球罐容易實(shí)現(xiàn)，制造安裝成本低。子母罐通常適用于300～1000m3，工作壓力為0.2～1.0MPa范圍。子母罐的優(yōu)缺點(diǎn)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)依靠容器自身壓力，可采用壓力擠壓的辦法對(duì)外排液，而不球形LNG儲(chǔ)罐球罐的使用范圍為200～1500m3，工作壓力0.2～1.0MPa。容積超過1500m3，外罐的壁厚太厚，制造的最大困難是外罐。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）球形LNG儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）06-LNG儲(chǔ)存技術(shù)解析課件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)在相同容積條件下，球體具有最小的表面積，設(shè)備的凈重最小。加工成形需要專用加工工具，加工精度難以保證。球體具有最小的表面積，則意味著傳熱面積最小，加之夾層可以抽真空，有利于獲得最佳的隔熱保溫效果?，F(xiàn)場(chǎng)組裝技術(shù)難度大，質(zhì)量難以保證。球罐的球形特性具有最佳的耐內(nèi)外壓力性能。球殼雖然凈重最小，但成形時(shí)材料利用率最低。球形儲(chǔ)罐的優(yōu)缺點(diǎn)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)在相同容積條件下，球體具有最小的表面積，設(shè)備的凈重最第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）三、LNG大型儲(chǔ)罐1.地上圓柱形儲(chǔ)罐

地上圓柱形LNG儲(chǔ)罐均為雙層金屬罐，一般采用含鎳9%的合金鋼，可分為單容積式、雙容積式、全容積式、三重式和薄膜式。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）三、LNG大型儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）圖6.3單容罐的基本結(jié)構(gòu)定義是：由內(nèi)罐和外罐設(shè)計(jì)建造而成，僅要求內(nèi)罐符合儲(chǔ)存產(chǎn)品所需的低溫延展性。外罐主要用于隔熱層的穩(wěn)固和保護(hù)，以及約束吹掃蒸汽的壓力，而不用于儲(chǔ)存意外從內(nèi)罐泄漏的冷凍液體。自立式耐用低溫鋼（9%鎳鋼），外壁材料為碳鋼，內(nèi)外壁之間填充保溫材料。在金屬罐外加有混凝土圍堰，用于防止在主容器發(fā)生事故時(shí)LNG外溢擴(kuò)散，圍堰的高度取決于罐容的大小和圍堰距罐壁的距離等。該型式儲(chǔ)罐造價(jià)最低，但安全性稍差，占地較大。（1）單容儲(chǔ)罐

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）圖6.3單容罐的基本結(jié)構(gòu)定義是：由（2）.雙容罐定義是：雙容罐的內(nèi)罐和外罐均設(shè)計(jì)建造為能夠獨(dú)立儲(chǔ)存冷凍液體。為了使溢出液體達(dá)到最小泄漏，外罐或罐壁與內(nèi)罐的距離不得超過6m。

雙容罐內(nèi)壁為9%鎳鋼，外壁材料可為9%鎳鋼或預(yù)應(yīng)力混凝土，內(nèi)外壁之間填充保溫材料。由于當(dāng)其內(nèi)壁破裂時(shí)，外壁仍具有足夠強(qiáng)度承擔(dān)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)載重，所以考慮不設(shè)圍堰。圖6.4雙容罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（2）.雙容罐圖6.4雙容罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（（3）.全容罐定義為：內(nèi)、外罐均設(shè)計(jì)建造為能獨(dú)立儲(chǔ)存冷凍液體的罐。外罐或罐壁與內(nèi)罐的距離應(yīng)在1～2m之間。

全容罐內(nèi)壁為含鎳9%的合金鋼、不銹鋼薄膜(全容薄膜罐)或預(yù)應(yīng)力混凝土，外壁為預(yù)應(yīng)力混凝土。此類儲(chǔ)罐在金屬罐外有一帶頂?shù)娜忾]混凝土外罐，金屬罐泄漏的LNG只能在混凝土外罐內(nèi)而不致于外泄。在以上三種地上式儲(chǔ)罐中安全性最高，造價(jià)也最高，流行于歐美。圖6.5全容罐的基本結(jié)構(gòu)

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（3）.全容罐圖6.5全容罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（4）.薄膜式儲(chǔ)罐

薄膜式儲(chǔ)罐的內(nèi)罐為不銹鋼薄膜，外罐為預(yù)應(yīng)力混凝土，這種形式儲(chǔ)罐的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)罐只起到“包容”LNG的作用，外罐承受LNG的壓力。由于這種罐安全性能較好，且單罐容量可以很大（最大可達(dá)20萬m3），目前在地上式儲(chǔ)罐中應(yīng)用最為廣泛。

圖6.7薄膜罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（4）.薄膜式儲(chǔ)罐圖6.7薄膜罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（5）三重式儲(chǔ)罐三重式儲(chǔ)罐的主要內(nèi)罐和第2層內(nèi)罐皆為自立式耐低溫鋼（9%鎳鋼），最外層壁為碳鋼或預(yù)應(yīng)力混凝土，這種形式儲(chǔ)罐最大的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)主要內(nèi)罐破裂時(shí)，第2層內(nèi)罐仍可發(fā)揮內(nèi)罐的功能，而且罐體外壁仍不產(chǎn)生凍結(jié)現(xiàn)象。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（5）三重式儲(chǔ)罐2.地下式儲(chǔ)罐

圖6.8地下式儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2.地下式儲(chǔ)罐圖6.8地下式儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）3.地下坑儲(chǔ)罐在地下坑儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)中，要完成一座大型混凝土挖掘，在內(nèi)部安裝全容罐或薄膜罐.地下罐設(shè)計(jì)中必須考慮土壤的穩(wěn)定性，可通過載重型底板或排水來解決。圖6.9地下坑儲(chǔ)罐的基本結(jié)構(gòu)

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）3.地下坑儲(chǔ)罐圖6.9地下坑儲(chǔ)罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）

4.大型儲(chǔ)罐類型的比較（1）單容罐

單容積是歷史上最早投入使用的罐。隨著低溫的材料，特別是鎳鋼冶金技術(shù)的進(jìn)步、制造商的設(shè)計(jì)、安裝和焊接工藝的提高，從60年代開始單容罐并未發(fā)生重大事故。優(yōu)點(diǎn)：①低成本；②交貨時(shí)間短。缺點(diǎn)：①低的(或缺乏)抵抗外部危險(xiǎn)的能力；②一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，外罐肯定出故障；③終端站的面積非常大；④對(duì)于大直徑儲(chǔ)罐，全鋼設(shè)計(jì)限制了操作壓力達(dá)到相對(duì)較低的值。受限因素有錨和壓縮環(huán)。⑤需要對(duì)外腐蝕采取保護(hù)。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）

4.大型儲(chǔ)罐類型的比較第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（2）雙容罐

雙容罐就好比是單容罐主要缺點(diǎn)的一種補(bǔ)救，一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，將是完全損失。正因如此，需要設(shè)計(jì)二次容器儲(chǔ)存液體。優(yōu)點(diǎn)：①一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，安全程度增加了；②對(duì)外界危害安全程度增加了，尤其是混凝土或土壤覆蓋罐壁的情況；③終端的設(shè)計(jì)更為緊湊。缺點(diǎn)：①費(fèi)用比單容罐稍高；②交貨時(shí)間較單容罐更長；③與單容罐同樣的低操作壓力限制；④除了罐壁被混凝土或土壤覆蓋外，拱頂仍是金屬的，因此易受外部危險(xiǎn)的傷害。⑤和單罐一樣需要對(duì)外部進(jìn)行抗腐蝕保護(hù)，不過由于有次級(jí)罐，它的實(shí)現(xiàn)要比單罐復(fù)雜。雙容罐的使用很受限，被大致相同費(fèi)用但更有效的全容罐替代。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（2）雙容罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（3）全容罐安全水平進(jìn)一步增加。作為儲(chǔ)罐本身一部份的二次容器，和絕緣容器聯(lián)合能保持或控制操作中氣體和意外情況。優(yōu)點(diǎn)：①一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，具有更高的安全等級(jí)；②如果采用混凝土罐壁和拱頂，操作壓力可更高；③如果采用混凝土罐壁設(shè)計(jì)，對(duì)抗外部危險(xiǎn)的安全水平增加；④由于罐與罐間的距離降到了最低，接收終端的設(shè)計(jì)更為緊湊。⑤如果鋼筋混凝土覆蓋層厚度足夠且選擇適當(dāng)?shù)乃啵蜎]有必要保護(hù)混凝土外表面。缺點(diǎn)：①成本和交貨時(shí)間大致與雙容罐相等，但比單容罐高。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（3）全容罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（4）薄膜罐儲(chǔ)氣罐技術(shù)促成了薄膜罐的使用。優(yōu)點(diǎn)：從操作觀點(diǎn)來看，薄膜罐比全容罐更靈活，因?yàn)閮?chǔ)罐冷卻下來時(shí)沒有溫度梯度約束。設(shè)計(jì)較全容罐的費(fèi)用稍微低一些，差距隨著容積的增大而增大。缺點(diǎn)：在風(fēng)險(xiǎn)分析中，薄膜罐的安全等級(jí)比全容罐稍微低一些；薄膜罐蒸發(fā)率通常比自支撐內(nèi)罐設(shè)計(jì)更高；第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（4）薄膜罐內(nèi)容單容罐雙容罐（混凝土外壁）雙容罐（金屬外壁）全容罐（混凝土頂）全容罐（金屬頂）安全性中高高高中占地多中中少中技術(shù)可靠性高高高高高結(jié)構(gòu)完整性低高中高高投資（罐及相關(guān)設(shè)備）低中高中低操作費(fèi)用中中中高中施工周期長中中短中施工難易度高中中中中各種類型的LNG儲(chǔ)罐選型比較第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）內(nèi)容單容罐雙容罐雙容罐全容罐全容罐安全性中高高高中占地多中中第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（5）地下罐優(yōu)點(diǎn)：①接收終端設(shè)計(jì)緊湊；②地下不需要高的結(jié)構(gòu)，僅需留出拱頂?shù)乃胶０胃叨?；③LNG不易發(fā)生泄漏；④安全距離最短；⑤由于儲(chǔ)罐進(jìn)口噴嘴比地上罐的更低，運(yùn)輸船卸船就更為容易。缺點(diǎn)：①與全容罐相比，價(jià)格增加的更多；②建造時(shí)間增加8～16個(gè)月；③土壤穩(wěn)定性不易獲取，所有解決措施均有缺點(diǎn)。④如果土壤凍結(jié)，儲(chǔ)罐的退役就非常棘手，因?yàn)樵谖磧鼋Y(jié)時(shí)土壤破壞就已經(jīng)發(fā)生了；⑤不可能進(jìn)行混凝土的外部檢查。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（5）地下罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（6）地下坑儲(chǔ)罐優(yōu)點(diǎn)：①采用具有最小安全距離的緊湊設(shè)計(jì)；②在災(zāi)難性情況下LNG泄漏也不會(huì)發(fā)生；③避免高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)輸船卸船更容易。缺點(diǎn)：①成本高；②交貨時(shí)間周期在1～1.5年，比全容罐長；③仍然存在穩(wěn)定性問題，但土壤凍結(jié)不可適用，僅能使用載重型底板或者排水設(shè)備。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（6）地下坑儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（7）注意事項(xiàng)1）高空底板地上型儲(chǔ)罐，底板可直接放在地上，或升高約1.5～2m。底板升高，下表面能可視檢查，很容易檢測(cè)出沉降，絕熱故障。不需要底板加熱.圖6.10地上型儲(chǔ)罐底板第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（7）注意事項(xiàng)圖6.10地上型儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2）拱頂上的噴嘴規(guī)范允許經(jīng)過殼體安裝旁噴嘴甚至底部噴嘴，過去許多儲(chǔ)罐上都安裝有。然而，特別是大型儲(chǔ)罐上，噴嘴被認(rèn)為是虛弱點(diǎn)，有可能是失效的根源。浸沒于罐內(nèi)的泵已得到發(fā)展，現(xiàn)在已完全可靠，允許跨越拱頂?shù)乃羞B接點(diǎn)。3）水壓試驗(yàn)自身具有支撐內(nèi)罐的儲(chǔ)罐（比如單容罐、雙容罐和全容罐）都應(yīng)該進(jìn)行水壓試驗(yàn)。主要準(zhǔn)則（BS7777和API620）規(guī)定了全水壓試驗(yàn)，水位為設(shè)計(jì)產(chǎn)品水位的最大位置。一些情況下，API620設(shè)計(jì)了局部水壓試驗(yàn)。EN1473也允許局部水壓試驗(yàn)。

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2）拱頂上的噴嘴第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）4）成本與交貨時(shí)間的比較

綜上所述：對(duì)于1000m3及以下的LNG儲(chǔ)罐可以采用立式LNG儲(chǔ)罐、立式LNG子母型儲(chǔ)罐、球型LNG儲(chǔ)罐等形式的儲(chǔ)罐。

對(duì)于1000m3以上的LNG儲(chǔ)罐推薦進(jìn)一步以混凝土拱頂全容罐為基礎(chǔ)進(jìn)行研究，并且將薄膜罐作為備用方案。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）4）成本與交貨時(shí)間的比較綜上所述：對(duì)四、LNG儲(chǔ)罐技術(shù)要求1.LNG儲(chǔ)罐材料選擇

適宜建造LNG儲(chǔ)罐的材料有鎳鋼、鋁合金、珠光體不銹鋼。9%鎳鋼的強(qiáng)度高，熱膨脹系數(shù)小，至今是建造LNG儲(chǔ)罐用得最多的材料。除以上幾種材料外，國外還有采用36%鎳鋼作LNG儲(chǔ)罐材料的。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2.LNG儲(chǔ)罐的保溫方法用于低溫絕熱的絕熱方法通常分為普通絕熱和真空絕熱兩大類。絕熱材料的選擇要求：1）導(dǎo)熱系數(shù)小、密度小、孔隙率大；2）吸濕性小，吸附氣體性能好；3）熱膨脹系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用；4）耐火性強(qiáng)，在使用溫度下不分解，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；5）能保持固定的幾何形狀和尺寸，便于加工和施工；6）價(jià)格低廉，易于獲得和便于運(yùn)輸。

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2.LNG儲(chǔ)罐的保溫方法第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全

一、儲(chǔ)罐的布置1.LNG儲(chǔ)罐間的距離儲(chǔ)罐容量（水容積）/m3從圍堰邊緣到邊界線的最短距離/m儲(chǔ)罐之間的最短距離/m3.8～7.64.61.57.6～56.87.61.556.8～114151.5114～26523相鄰儲(chǔ)罐直徑總和的1/4（最小1.5m）>265儲(chǔ)罐直徑的0.70倍，但不小于31m儲(chǔ)罐與邊界和儲(chǔ)罐之間的距離

第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全一、儲(chǔ)罐的布置儲(chǔ)罐容量（水容積）/第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全LNG儲(chǔ)罐泄漏

第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全LNG儲(chǔ)罐泄漏第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全2.溢出與漏泄的控制在考慮LNG儲(chǔ)罐的規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮到儲(chǔ)存和裝卸LNG時(shí)，如果發(fā)生意外情況，LNG有可能泄漏或溢出。對(duì)于小型LNG儲(chǔ)罐，常見方法是在儲(chǔ)槽周圍設(shè)置屏障。對(duì)于有可能產(chǎn)生漏泄的閥門、接頭處則須設(shè)置擋板，防止LNG的噴射；下方要設(shè)置集液盤，收集漏泄的LNG，并通過排液管引入蓄液坑。對(duì)于大型LNG儲(chǔ)罐，更好的方法是將儲(chǔ)罐建在地下，使儲(chǔ)罐內(nèi)最高液面低于地平面。堤堰、護(hù)墻或蓄液坑的蓄液能力，主要根據(jù)儲(chǔ)槽最大容量來考慮。同時(shí)還應(yīng)充分考慮到在冬季由于積雪或其它因素的影響，使蓄液能力留有一定的裕度。蓄液能力應(yīng)大于儲(chǔ)罐滿載時(shí)LNG的總體積。第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全2.溢出與漏泄的控制第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全3.堤堰、蓄液坑內(nèi)LNG液面上方的蒸汽控制

為防止LNG泄漏時(shí)蒸汽濃度太高引發(fā)爆炸，必須設(shè)法降低LNG的氣化速度，同時(shí)要設(shè)法加快蒸汽彌散的速度。降低LNG氣化速度方法：熱導(dǎo)率比較小的材料來建造堤堰、護(hù)墻或蓄液坑，甚至可以在堤堰、護(hù)墻或蓄液坑與LNG接觸的表面采用絕熱材料進(jìn)行隔熱；在LNG的自由表面拋置一些密度低、熱容量小的材料，使其浮在液體表面上，以減少液體表面直接與空氣接觸的面積。4.LNG儲(chǔ)罐及管路系統(tǒng)的凈化

儲(chǔ)罐和管路系統(tǒng)在首次充注LNG之前，或儲(chǔ)罐需要進(jìn)行內(nèi)部檢修停止使用以后，需要對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行凈化處理。

凈化的目的：要用惰性氣體將儲(chǔ)罐內(nèi)和管路系統(tǒng)中的空氣或天然氣置換出來，避免形成天然氣與空氣的混合物，首次充注之前，儲(chǔ)罐內(nèi)的含氧量必須按照有關(guān)要求使之低于燃燒限。這種凈化處理也稱“惰化”。惰化用的氣體通常采用氮?dú)饣蚨趸?，氮?dú)饪梢酝ㄟ^空氣低溫液化分離或變壓吸附等方法制取。第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全3.堤堰、蓄液坑內(nèi)LNG液面上方的蒸第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全5.LNG儲(chǔ)罐的允許充注量

通常，LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)有一個(gè)最高液位限，控制儲(chǔ)罐內(nèi)的液位不得超過此限，液位一旦超過最高液位限，液體將從溢出管排出，這是不希望出現(xiàn)的情況。因此，在充注LNG時(shí)，應(yīng)考慮到液體受熱后的體積將會(huì)膨脹而出現(xiàn)液位超高的情況

右圖是美國NFPA59A標(biāo)準(zhǔn)給出了確定LNG充注量的圖表操作人員可根據(jù)儲(chǔ)罐排放閥設(shè)定的工作壓力和充注時(shí)氣相空間的壓力來確定允許的實(shí)際充注量。圖6.11LNG儲(chǔ)罐的允許充注量第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全5.LNG儲(chǔ)罐的允許充注量圖6.11第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全6.防止LNG在儲(chǔ)罐內(nèi)分層措施①要求被充注的液體的熱物性與儲(chǔ)罐中原有的液體接近；②通常要求儲(chǔ)罐的進(jìn)液系統(tǒng)既有頂部進(jìn)液管，又有底部進(jìn)液管，將密度較大的液體輸送至液面，密度較小的液體輸送至底部。7.儲(chǔ)罐壓力控制措施①LNG儲(chǔ)罐應(yīng)具有罐內(nèi)壓力的控制裝置，使罐內(nèi)的壓力在允許范圍之內(nèi)；②儲(chǔ)罐還必須有足夠的壓力安全閥和真空安全閥；③LNG儲(chǔ)罐的壓力安全閥和真空安全閥與罐體之間還需設(shè)置有一個(gè)手動(dòng)開關(guān)的截止閥，以便安全閥的檢修。安全排氣裝置還應(yīng)充分考慮在火災(zāi)情況下如何進(jìn)行安全排放；④對(duì)于雙層壁結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)罐，為了防止內(nèi)罐損壞時(shí)LNG漏泄至內(nèi)外罐之間的絕熱空間，外罐也必須設(shè)置有足夠的安全排氣裝置。排氣通道的截面積需要根據(jù)儲(chǔ)罐容量來確定，NFPA59A規(guī)定不得少于0.1cm2/kg，但不超過2000cm2；⑤外罐安全排放裝置的工作壓力，不得超過外罐的設(shè)計(jì)內(nèi)壓和內(nèi)罐的設(shè)計(jì)外壓中的任何一個(gè)壓力。第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全6.防止LNG在儲(chǔ)罐內(nèi)分層措施第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷一、儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷目的假如直接用LNG進(jìn)行置換，可能會(huì)造成內(nèi)罐內(nèi)部分位置的溫度低于它的設(shè)計(jì)值，再加上由于有部分LNG閃蒸出來的閃蒸氣的原因，會(huì)造成罐內(nèi)局部天然氣的壓力過低。而用它的蒸發(fā)氣進(jìn)行置換可以避免上述情況的發(fā)生。用蒸發(fā)氣進(jìn)行置換的第二個(gè)好處就是可以降低罐內(nèi)蒸發(fā)氣的含氮量，在很多情況下組分的含氮量過高會(huì)降低設(shè)備的性能。在對(duì)儲(chǔ)罐的進(jìn)行冷卻過程中，可以通過控制降低儲(chǔ)罐內(nèi)部環(huán)境的溫度方法，來降低內(nèi)罐組成部件的溫度。一但儲(chǔ)罐冷卻到操作溫度，就開始著手對(duì)最初的產(chǎn)品進(jìn)行裝罐。第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷一、儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷目的第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷

二、儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷的安全1.窒息和爆炸的危險(xiǎn)

在進(jìn)行置換和冷卻的過程中最大的危險(xiǎn)，是排出的氣體中會(huì)含有大量的氮?dú)夂吞烊粴?。不管是氮?dú)膺€是天然氣都存在窒息的危險(xiǎn)。更進(jìn)一步的講，天然氣在混合了適量的空氣后，會(huì)形成一種具有爆炸性的氣體。這種混合氣體一般出現(xiàn)在用蒸發(fā)氣進(jìn)行冷卻的過程完成后。預(yù)防措施：排放區(qū)域?qū)?huì)選在已確定的氮?dú)夂驼舭l(fā)氣的排放點(diǎn)。排放區(qū)域?qū)?huì)設(shè)在距排放點(diǎn)足夠安全的距離處，并設(shè)置護(hù)攔隔離帶，阻止人員進(jìn)入到該氣體的危險(xiǎn)區(qū)域。在蒸汽主要的排放管口，安裝有氣體放空管，以降低對(duì)人員的窒息的危險(xiǎn)。在進(jìn)行蒸汽置換的過程中，需要嚴(yán)密檢測(cè)天氣情況，一旦出現(xiàn)閃電風(fēng)暴的情況下要立即停止對(duì)任何碳?xì)浠衔锏呐欧拧Ｋ羞M(jìn)行蒸發(fā)氣置換和冷凝操作的人員，都需要進(jìn)行氧氣呼吸器的培訓(xùn)，并且在進(jìn)入排放區(qū)域都需要確認(rèn)帶有足夠的氧氣。所有的人員都需要進(jìn)行可然氣體檢測(cè)儀的培訓(xùn)，并且在進(jìn)行蒸汽置換和冷卻的過程中，要確保用可燃?xì)怏w探測(cè)儀對(duì)碳?xì)浠衔镞M(jìn)行測(cè)量。第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷

二、儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷的安全第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷

2.儲(chǔ)罐的隔離

在蒸汽最初進(jìn)入工藝設(shè)備和儲(chǔ)罐之前，所有工藝區(qū)和儲(chǔ)罐的管線以及儲(chǔ)罐本身都必須用氮?dú)庵脫Q并干燥好。在這個(gè)前提下，將儲(chǔ)罐和系統(tǒng)的管線用系統(tǒng)的閥門徹底隔離，然后開始向儲(chǔ)罐內(nèi)充蒸汽對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行置換和冷卻操作。為了確保在進(jìn)行蒸汽置換和冷卻操作的過程中設(shè)備里的蒸發(fā)氣和LNG不進(jìn)入或是溢出儲(chǔ)罐，調(diào)節(jié)在儲(chǔ)罐和與儲(chǔ)罐相連的管線上的閥門以防止這種情況的發(fā)生。這就涉及到閥門位置。需要注意那些將儲(chǔ)罐以及與它相連管線進(jìn)行隔離的閥門的位號(hào)，那些閥門的位號(hào)都包含在儲(chǔ)罐和管內(nèi)泵的圖上。除了上述的那些閥門剩下的都是用來將儲(chǔ)罐和設(shè)備進(jìn)行隔離的閥門。需要注意的是如果那些用來進(jìn)行隔絕的閥門沒關(guān)好，將起不到隔絕的作用，一旦蒸汽進(jìn)入儲(chǔ)罐，它將可能進(jìn)入到那些與儲(chǔ)罐相連的管線。3.低溫

置換和冷卻用的蒸汽的氣體溫度低于零度。需要注意避免被液體（LNG）或冷的管線低溫灼傷（凍傷）。在進(jìn)行蒸汽置換和冷卻的操作過程中應(yīng)該定期對(duì)管線上的法蘭接頭，閥門包裝等進(jìn)行檢查，看是否有泄露。第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷

2.儲(chǔ)罐的隔離第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷

三、儲(chǔ)罐氮?dú)庵脫Q1.儲(chǔ)罐氮?dú)庵脫Q目的

①在LNG第一次進(jìn)入儲(chǔ)罐之前，氮?dú)庵脫Q被用來防止空氣和碳?xì)浠衔锘旌隙傻目扇細(xì)怏w的產(chǎn)生；②可以對(duì)儲(chǔ)罐的內(nèi)部進(jìn)行干燥，同時(shí)可以阻止空氣中的濕度進(jìn)入到儲(chǔ)罐里。2.儲(chǔ)罐氮?dú)庵脫Q安全（1）窒息的危害

氮?dú)庵脫Q操作的主要危險(xiǎn)是會(huì)放空大量的含氧量低的氣體和氮?dú)?，這勢(shì)必會(huì)帶來窒息的危險(xiǎn)。防御措施：①放空的區(qū)域必須建立在制氮設(shè)備和氮?dú)夤┙o管線，以及缺氧氣體和氮?dú)馀欧诺牡胤剑趴盏膮^(qū)域必須用屏障膠帶隔離開來，中間留出足夠的空間；②所有主要的放空管嘴應(yīng)該是直立的，以降低窒息對(duì)工作人員的危害。③擔(dān)任置換操作的所有工作人員需經(jīng)過氧氣分析儀應(yīng)用的培訓(xùn)，當(dāng)他們進(jìn)入主要放空區(qū)域的任何時(shí)候，需通過氧氣分析儀來確認(rèn)此時(shí)的氧氣含量是否符合要求。④當(dāng)置換工作展開時(shí)，SCBA（自式呼吸器）應(yīng)當(dāng)放置在特定的位置；所有工作人員在從事此項(xiàng)工作之前，需經(jīng)過SCBA應(yīng)用的培訓(xùn)，并掌握其使用方法。第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷

三、儲(chǔ)罐氮?dú)庵脫Q第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷

（2）噪音的危害由于管道系統(tǒng)中高速流動(dòng)的氣流、從較小的放空口中排出大量的氣體，以及制氮設(shè)備的的高頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，必將使氮?dú)庵脫Q時(shí)的噪音污染比平時(shí)正常生產(chǎn)時(shí)大的多，這勢(shì)必會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)工作人員的聽力帶來很大的傷害。居于這個(gè)原因，參加到氮?dú)庵脫Q工作中的所有工作人員，除了帶足必備的防護(hù)用品外，還需佩戴護(hù)耳器。（3）儲(chǔ)罐的隔離在氮?dú)庵脫Q操作期間，為了保證設(shè)備中不確定的氮?dú)饬骰蛱烊粴鉀]有進(jìn)入或流出儲(chǔ)罐，除了操作步驟中一些特定的的細(xì)節(jié)外，儲(chǔ)罐需與所有連接的管道隔離開來，而隔離的部位主要集中在管嘴或者管道的連接處。第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷

（2）噪音的危害第六章LNG儲(chǔ)存技術(shù)

習(xí)題1.請(qǐng)說明立式LNG儲(chǔ)罐的流程示過程。2.什么是單容積式、雙容積式、全容積式、三重式和薄膜式儲(chǔ)罐？它們有何區(qū)別？3.如何進(jìn)行LNG儲(chǔ)罐材質(zhì)選擇？4.如何對(duì)LNG儲(chǔ)罐進(jìn)行保溫？5.LNG儲(chǔ)罐及管路系統(tǒng)的凈化的目的和方法。6.儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷目的和方法？7.如何防止LNG在儲(chǔ)罐內(nèi)分層？分層的危害有哪些？第六章LNG儲(chǔ)存技術(shù)

習(xí)題第六章LNG儲(chǔ)存技術(shù)液化天然氣（LNG）技術(shù)第六章液化天然氣（LNG）技術(shù)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）一、儲(chǔ)罐型式分類按容量分類①小型儲(chǔ)罐：容量5～50m3。②中型儲(chǔ)罐：容量50～100m3。③大型儲(chǔ)罐：容量100～1000m3。④大型儲(chǔ)槽：容量1000～40000m3。⑤特大型儲(chǔ)槽：容量40000～200000m3。按隔熱分類①真空粉末隔熱：常用于小型LNG儲(chǔ)罐。②正壓堆積隔熱：廣泛用于大中型儲(chǔ)罐及儲(chǔ)槽③高真空多層隔熱：很少采用，用于小型LNG儲(chǔ)罐。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）一、儲(chǔ)罐型式分類罐（槽）的形狀分類①球形罐：一般用于中小型容量的儲(chǔ)罐，某些大型LNG儲(chǔ)槽也采用球型罐。②圓柱形罐（槽）：廣泛用于各種容量的儲(chǔ)罐和儲(chǔ)槽。按罐（槽）的材料分類①雙金屬：內(nèi)罐和外殼均采用金屬材料，一般內(nèi)罐采用耐低溫的不銹鋼或鋁合金，外殼采用黑色金屬，目前采用較多的是壓力容器用鋼。②預(yù)應(yīng)力混凝土罐：大型儲(chǔ)槽采用預(yù)應(yīng)力混凝土外殼，內(nèi)筒采用低溫的金屬材料。③薄膜型：內(nèi)筒采用厚度為0.8～1.2mm的36Ni鋼。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）罐（槽）的形狀分類第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）二、常用小型儲(chǔ)罐立式LNG儲(chǔ)罐雙金屬壁結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)存方式為帶壓儲(chǔ)存，隔熱方式主要采用真空粉末隔熱。

LNG的理論計(jì)算日蒸發(fā)率為≦0.27%/d。流程包括:進(jìn)、排液系統(tǒng)，進(jìn)、排氣系統(tǒng)，自增壓系統(tǒng)，吹掃置換系統(tǒng)，儀表控制系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)，測(cè)滿系統(tǒng)，安全系統(tǒng)等。

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）圖6.1100m3立式LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)及流程示意圖二、常用小型儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）圖6.1100m306-LNG儲(chǔ)存技術(shù)解析課件立式LNG子母型儲(chǔ)罐

子母罐----三個(gè)以上。隔熱方式為粉末（珠光砂）堆積隔熱。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）立式LNG子母型儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)依靠容器自身壓力，可采用壓力擠壓的辦法對(duì)外排液，而不需要輸液泵排液，因此操作簡(jiǎn)單和可靠性提高。由于外罐的結(jié)構(gòu)尺寸原因，夾層無法抽真空；夾層厚度通常選擇800mm以上，導(dǎo)致保溫性能與真空粉末隔熱球罐相比較差。容器具備承壓條件后，可采用常壓儲(chǔ)存方式，減少儲(chǔ)存期間的排液損失。由于夾層厚度較厚，且子罐排列的原因，設(shè)備的外形尺寸較大。子母罐的制造安裝較球罐容易實(shí)現(xiàn)，制造安裝成本低。子母罐通常適用于300～1000m3，工作壓力為0.2～1.0MPa范圍。子母罐的優(yōu)缺點(diǎn)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)依靠容器自身壓力，可采用壓力擠壓的辦法對(duì)外排液，而不球形LNG儲(chǔ)罐球罐的使用范圍為200～1500m3，工作壓力0.2～1.0MPa。容積超過1500m3，外罐的壁厚太厚，制造的最大困難是外罐。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）球形LNG儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）06-LNG儲(chǔ)存技術(shù)解析課件優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)在相同容積條件下，球體具有最小的表面積，設(shè)備的凈重最小。加工成形需要專用加工工具，加工精度難以保證。球體具有最小的表面積，則意味著傳熱面積最小，加之夾層可以抽真空，有利于獲得最佳的隔熱保溫效果?，F(xiàn)場(chǎng)組裝技術(shù)難度大，質(zhì)量難以保證。球罐的球形特性具有最佳的耐內(nèi)外壓力性能。球殼雖然凈重最小，但成形時(shí)材料利用率最低。球形儲(chǔ)罐的優(yōu)缺點(diǎn)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)在相同容積條件下，球體具有最小的表面積，設(shè)備的凈重最第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）三、LNG大型儲(chǔ)罐1.地上圓柱形儲(chǔ)罐

地上圓柱形LNG儲(chǔ)罐均為雙層金屬罐，一般采用含鎳9%的合金鋼，可分為單容積式、雙容積式、全容積式、三重式和薄膜式。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）三、LNG大型儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）圖6.3單容罐的基本結(jié)構(gòu)定義是：由內(nèi)罐和外罐設(shè)計(jì)建造而成，僅要求內(nèi)罐符合儲(chǔ)存產(chǎn)品所需的低溫延展性。外罐主要用于隔熱層的穩(wěn)固和保護(hù)，以及約束吹掃蒸汽的壓力，而不用于儲(chǔ)存意外從內(nèi)罐泄漏的冷凍液體。自立式耐用低溫鋼（9%鎳鋼），外壁材料為碳鋼，內(nèi)外壁之間填充保溫材料。在金屬罐外加有混凝土圍堰，用于防止在主容器發(fā)生事故時(shí)LNG外溢擴(kuò)散，圍堰的高度取決于罐容的大小和圍堰距罐壁的距離等。該型式儲(chǔ)罐造價(jià)最低，但安全性稍差，占地較大。（1）單容儲(chǔ)罐

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）圖6.3單容罐的基本結(jié)構(gòu)定義是：由（2）.雙容罐定義是：雙容罐的內(nèi)罐和外罐均設(shè)計(jì)建造為能夠獨(dú)立儲(chǔ)存冷凍液體。為了使溢出液體達(dá)到最小泄漏，外罐或罐壁與內(nèi)罐的距離不得超過6m。

雙容罐內(nèi)壁為9%鎳鋼，外壁材料可為9%鎳鋼或預(yù)應(yīng)力混凝土，內(nèi)外壁之間填充保溫材料。由于當(dāng)其內(nèi)壁破裂時(shí)，外壁仍具有足夠強(qiáng)度承擔(dān)儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)載重，所以考慮不設(shè)圍堰。圖6.4雙容罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（2）.雙容罐圖6.4雙容罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（（3）.全容罐定義為：內(nèi)、外罐均設(shè)計(jì)建造為能獨(dú)立儲(chǔ)存冷凍液體的罐。外罐或罐壁與內(nèi)罐的距離應(yīng)在1～2m之間。

全容罐內(nèi)壁為含鎳9%的合金鋼、不銹鋼薄膜(全容薄膜罐)或預(yù)應(yīng)力混凝土，外壁為預(yù)應(yīng)力混凝土。此類儲(chǔ)罐在金屬罐外有一帶頂?shù)娜忾]混凝土外罐，金屬罐泄漏的LNG只能在混凝土外罐內(nèi)而不致于外泄。在以上三種地上式儲(chǔ)罐中安全性最高，造價(jià)也最高，流行于歐美。圖6.5全容罐的基本結(jié)構(gòu)

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（3）.全容罐圖6.5全容罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（4）.薄膜式儲(chǔ)罐

薄膜式儲(chǔ)罐的內(nèi)罐為不銹鋼薄膜，外罐為預(yù)應(yīng)力混凝土，這種形式儲(chǔ)罐的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)罐只起到“包容”LNG的作用，外罐承受LNG的壓力。由于這種罐安全性能較好，且單罐容量可以很大（最大可達(dá)20萬m3），目前在地上式儲(chǔ)罐中應(yīng)用最為廣泛。

圖6.7薄膜罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（4）.薄膜式儲(chǔ)罐圖6.7薄膜罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（5）三重式儲(chǔ)罐三重式儲(chǔ)罐的主要內(nèi)罐和第2層內(nèi)罐皆為自立式耐低溫鋼（9%鎳鋼），最外層壁為碳鋼或預(yù)應(yīng)力混凝土，這種形式儲(chǔ)罐最大的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)主要內(nèi)罐破裂時(shí)，第2層內(nèi)罐仍可發(fā)揮內(nèi)罐的功能，而且罐體外壁仍不產(chǎn)生凍結(jié)現(xiàn)象。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（5）三重式儲(chǔ)罐2.地下式儲(chǔ)罐

圖6.8地下式儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2.地下式儲(chǔ)罐圖6.8地下式儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）3.地下坑儲(chǔ)罐在地下坑儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)中，要完成一座大型混凝土挖掘，在內(nèi)部安裝全容罐或薄膜罐.地下罐設(shè)計(jì)中必須考慮土壤的穩(wěn)定性，可通過載重型底板或排水來解決。圖6.9地下坑儲(chǔ)罐的基本結(jié)構(gòu)

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）3.地下坑儲(chǔ)罐圖6.9地下坑儲(chǔ)罐的基本結(jié)構(gòu)第二節(jié)LNG第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）

4.大型儲(chǔ)罐類型的比較（1）單容罐

單容積是歷史上最早投入使用的罐。隨著低溫的材料，特別是鎳鋼冶金技術(shù)的進(jìn)步、制造商的設(shè)計(jì)、安裝和焊接工藝的提高，從60年代開始單容罐并未發(fā)生重大事故。優(yōu)點(diǎn)：①低成本；②交貨時(shí)間短。缺點(diǎn)：①低的(或缺乏)抵抗外部危險(xiǎn)的能力；②一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，外罐肯定出故障；③終端站的面積非常大；④對(duì)于大直徑儲(chǔ)罐，全鋼設(shè)計(jì)限制了操作壓力達(dá)到相對(duì)較低的值。受限因素有錨和壓縮環(huán)。⑤需要對(duì)外腐蝕采取保護(hù)。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）

4.大型儲(chǔ)罐類型的比較第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（2）雙容罐

雙容罐就好比是單容罐主要缺點(diǎn)的一種補(bǔ)救，一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，將是完全損失。正因如此，需要設(shè)計(jì)二次容器儲(chǔ)存液體。優(yōu)點(diǎn)：①一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，安全程度增加了；②對(duì)外界危害安全程度增加了，尤其是混凝土或土壤覆蓋罐壁的情況；③終端的設(shè)計(jì)更為緊湊。缺點(diǎn)：①費(fèi)用比單容罐稍高；②交貨時(shí)間較單容罐更長；③與單容罐同樣的低操作壓力限制；④除了罐壁被混凝土或土壤覆蓋外，拱頂仍是金屬的，因此易受外部危險(xiǎn)的傷害。⑤和單罐一樣需要對(duì)外部進(jìn)行抗腐蝕保護(hù)，不過由于有次級(jí)罐，它的實(shí)現(xiàn)要比單罐復(fù)雜。雙容罐的使用很受限，被大致相同費(fèi)用但更有效的全容罐替代。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（2）雙容罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（3）全容罐安全水平進(jìn)一步增加。作為儲(chǔ)罐本身一部份的二次容器，和絕緣容器聯(lián)合能保持或控制操作中氣體和意外情況。優(yōu)點(diǎn)：①一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，具有更高的安全等級(jí)；②如果采用混凝土罐壁和拱頂，操作壓力可更高；③如果采用混凝土罐壁設(shè)計(jì)，對(duì)抗外部危險(xiǎn)的安全水平增加；④由于罐與罐間的距離降到了最低，接收終端的設(shè)計(jì)更為緊湊。⑤如果鋼筋混凝土覆蓋層厚度足夠且選擇適當(dāng)?shù)乃?，就沒有必要保護(hù)混凝土外表面。缺點(diǎn)：①成本和交貨時(shí)間大致與雙容罐相等，但比單容罐高。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（3）全容罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（4）薄膜罐儲(chǔ)氣罐技術(shù)促成了薄膜罐的使用。優(yōu)點(diǎn)：從操作觀點(diǎn)來看，薄膜罐比全容罐更靈活，因?yàn)閮?chǔ)罐冷卻下來時(shí)沒有溫度梯度約束。設(shè)計(jì)較全容罐的費(fèi)用稍微低一些，差距隨著容積的增大而增大。缺點(diǎn)：在風(fēng)險(xiǎn)分析中，薄膜罐的安全等級(jí)比全容罐稍微低一些；薄膜罐蒸發(fā)率通常比自支撐內(nèi)罐設(shè)計(jì)更高；第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（4）薄膜罐內(nèi)容單容罐雙容罐（混凝土外壁）雙容罐（金屬外壁）全容罐（混凝土頂）全容罐（金屬頂）安全性中高高高中占地多中中少中技術(shù)可靠性高高高高高結(jié)構(gòu)完整性低高中高高投資（罐及相關(guān)設(shè)備）低中高中低操作費(fèi)用中中中高中施工周期長中中短中施工難易度高中中中中各種類型的LNG儲(chǔ)罐選型比較第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）內(nèi)容單容罐雙容罐雙容罐全容罐全容罐安全性中高高高中占地多中中第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（5）地下罐優(yōu)點(diǎn)：①接收終端設(shè)計(jì)緊湊；②地下不需要高的結(jié)構(gòu)，僅需留出拱頂?shù)乃胶０胃叨龋虎跮NG不易發(fā)生泄漏；④安全距離最短；⑤由于儲(chǔ)罐進(jìn)口噴嘴比地上罐的更低，運(yùn)輸船卸船就更為容易。缺點(diǎn)：①與全容罐相比，價(jià)格增加的更多；②建造時(shí)間增加8～16個(gè)月；③土壤穩(wěn)定性不易獲取，所有解決措施均有缺點(diǎn)。④如果土壤凍結(jié)，儲(chǔ)罐的退役就非常棘手，因?yàn)樵谖磧鼋Y(jié)時(shí)土壤破壞就已經(jīng)發(fā)生了；⑤不可能進(jìn)行混凝土的外部檢查。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（5）地下罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（6）地下坑儲(chǔ)罐優(yōu)點(diǎn)：①采用具有最小安全距離的緊湊設(shè)計(jì)；②在災(zāi)難性情況下LNG泄漏也不會(huì)發(fā)生；③避免高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)輸船卸船更容易。缺點(diǎn)：①成本高；②交貨時(shí)間周期在1～1.5年，比全容罐長；③仍然存在穩(wěn)定性問題，但土壤凍結(jié)不可適用，僅能使用載重型底板或者排水設(shè)備。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（6）地下坑儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（7）注意事項(xiàng)1）高空底板地上型儲(chǔ)罐，底板可直接放在地上，或升高約1.5～2m。底板升高，下表面能可視檢查，很容易檢測(cè)出沉降，絕熱故障。不需要底板加熱.圖6.10地上型儲(chǔ)罐底板第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）（7）注意事項(xiàng)圖6.10地上型儲(chǔ)罐第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2）拱頂上的噴嘴規(guī)范允許經(jīng)過殼體安裝旁噴嘴甚至底部噴嘴，過去許多儲(chǔ)罐上都安裝有。然而，特別是大型儲(chǔ)罐上，噴嘴被認(rèn)為是虛弱點(diǎn)，有可能是失效的根源。浸沒于罐內(nèi)的泵已得到發(fā)展，現(xiàn)在已完全可靠，允許跨越拱頂?shù)乃羞B接點(diǎn)。3）水壓試驗(yàn)自身具有支撐內(nèi)罐的儲(chǔ)罐（比如單容罐、雙容罐和全容罐）都應(yīng)該進(jìn)行水壓試驗(yàn)。主要準(zhǔn)則（BS7777和API620）規(guī)定了全水壓試驗(yàn)，水位為設(shè)計(jì)產(chǎn)品水位的最大位置。一些情況下，API620設(shè)計(jì)了局部水壓試驗(yàn)。EN1473也允許局部水壓試驗(yàn)。

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2）拱頂上的噴嘴第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）4）成本與交貨時(shí)間的比較

綜上所述：對(duì)于1000m3及以下的LNG儲(chǔ)罐可以采用立式LNG儲(chǔ)罐、立式LNG子母型儲(chǔ)罐、球型LNG儲(chǔ)罐等形式的儲(chǔ)罐。

對(duì)于1000m3以上的LNG儲(chǔ)罐推薦進(jìn)一步以混凝土拱頂全容罐為基礎(chǔ)進(jìn)行研究，并且將薄膜罐作為備用方案。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）4）成本與交貨時(shí)間的比較綜上所述：對(duì)四、LNG儲(chǔ)罐技術(shù)要求1.LNG儲(chǔ)罐材料選擇

適宜建造LNG儲(chǔ)罐的材料有鎳鋼、鋁合金、珠光體不銹鋼。9%鎳鋼的強(qiáng)度高，熱膨脹系數(shù)小，至今是建造LNG儲(chǔ)罐用得最多的材料。除以上幾種材料外，國外還有采用36%鎳鋼作LNG儲(chǔ)罐材料的。第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2.LNG儲(chǔ)罐的保溫方法用于低溫絕熱的絕熱方法通常分為普通絕熱和真空絕熱兩大類。絕熱材料的選擇要求：1）導(dǎo)熱系數(shù)小、密度小、孔隙率大；2）吸濕性小，吸附氣體性能好；3）熱膨脹系數(shù)小，機(jī)械強(qiáng)度高，經(jīng)久耐用；4）耐火性強(qiáng)，在使用溫度下不分解，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；5）能保持固定的幾何形狀和尺寸，便于加工和施工；6）價(jià)格低廉，易于獲得和便于運(yùn)輸。

第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）2.LNG儲(chǔ)罐的保溫方法第二節(jié)LNG儲(chǔ)罐（槽）第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全

一、儲(chǔ)罐的布置1.LNG儲(chǔ)罐間的距離儲(chǔ)罐容量（水容積）/m3從圍堰邊緣到邊界線的最短距離/m儲(chǔ)罐之間的最短距離/m3.8～7.64.61.57.6～56.87.61.556.8～114151.5114～26523相鄰儲(chǔ)罐直徑總和的1/4（最小1.5m）>265儲(chǔ)罐直徑的0.70倍，但不小于31m儲(chǔ)罐與邊界和儲(chǔ)罐之間的距離

第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全一、儲(chǔ)罐的布置儲(chǔ)罐容量（水容積）/第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全LNG儲(chǔ)罐泄漏

第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全LNG儲(chǔ)罐泄漏第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全2.溢出與漏泄的控制在考慮LNG儲(chǔ)罐的規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分考慮到儲(chǔ)存和裝卸LNG時(shí)，如果發(fā)生意外情況，LNG有可能泄漏或溢出。對(duì)于小型LNG儲(chǔ)罐，常見方法是在儲(chǔ)槽周圍設(shè)置屏障。對(duì)于有可能產(chǎn)生漏泄的閥門、接頭處則須設(shè)置擋板，防止LNG的噴射；下方要設(shè)置集液盤，收集漏泄的LNG，并通過排液管引入蓄液坑。對(duì)于大型LNG儲(chǔ)罐，更好的方法是將儲(chǔ)罐建在地下，使儲(chǔ)罐內(nèi)最高液面低于地平面。堤堰、護(hù)墻或蓄液坑的蓄液能力，主要根據(jù)儲(chǔ)槽最大容量來考慮。同時(shí)還應(yīng)充分考慮到在冬季由于積雪或其它因素的影響，使蓄液能力留有一定的裕度。蓄液能力應(yīng)大于儲(chǔ)罐滿載時(shí)LNG的總體積。第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全2.溢出與漏泄的控制第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全3.堤堰、蓄液坑內(nèi)LNG液面上方的蒸汽控制

為防止LNG泄漏時(shí)蒸汽濃度太高引發(fā)爆炸，必須設(shè)法降低LNG的氣化速度，同時(shí)要設(shè)法加快蒸汽彌散的速度。降低LNG氣化速度方法：熱導(dǎo)率比較小的材料來建造堤堰、護(hù)墻或蓄液坑，甚至可以在堤堰、護(hù)墻或蓄液坑與LNG接觸的表面采用絕熱材料進(jìn)行隔熱；在LNG的自由表面拋置一些密度低、熱容量小的材料，使其浮在液體表面上，以減少液體表面直接與空氣接觸的面積。4.LNG儲(chǔ)罐及管路系統(tǒng)的凈化

儲(chǔ)罐和管路系統(tǒng)在首次充注LNG之前，或儲(chǔ)罐需要進(jìn)行內(nèi)部檢修停止使用以后，需要對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行凈化處理。

凈化的目的：要用惰性氣體將儲(chǔ)罐內(nèi)和管路系統(tǒng)中的空氣或天然氣置換出來，避免形成天然氣與空氣的混合物，首次充注之前，儲(chǔ)罐內(nèi)的含氧量必須按照有關(guān)要求使之低于燃燒限。這種凈化處理也稱“惰化”。惰化用的氣體通常采用氮?dú)饣蚨趸迹獨(dú)饪梢酝ㄟ^空氣低溫液化分離或變壓吸附等方法制取。第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全3.堤堰、蓄液坑內(nèi)LNG液面上方的蒸第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全5.LNG儲(chǔ)罐的允許充注量

通常，LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)有一個(gè)最高液位限，控制儲(chǔ)罐內(nèi)的液位不得超過此限，液位一旦超過最高液位限，液體將從溢出管排出，這是不希望出現(xiàn)的情況。因此，在充注LNG時(shí)，應(yīng)考慮到液體受熱后的體積將會(huì)膨脹而出現(xiàn)液位超高的情況

右圖是美國NFPA59A標(biāo)準(zhǔn)給出了確定LNG充注量的圖表操作人員可根據(jù)儲(chǔ)罐排放閥設(shè)定的工作壓力和充注時(shí)氣相空間的壓力來確定允許的實(shí)際充注量。圖6.11LNG儲(chǔ)罐的允許充注量第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全5.LNG儲(chǔ)罐的允許充注量圖6.11第三節(jié)

LNG儲(chǔ)罐的安全6.防止LNG在儲(chǔ)罐內(nèi)分層措施①要求被充注的液體的熱物性與儲(chǔ)罐中原有的液體接近；②通常要求儲(chǔ)罐的進(jìn)液系統(tǒng)既有頂部進(jìn)液管，又有底部進(jìn)液管，將密度較大的液體輸送至液面，密度較小的液體輸送至底部。7.儲(chǔ)罐壓力控制措施①LNG儲(chǔ)罐應(yīng)具有罐內(nèi)壓力的控制裝置，使罐內(nèi)的壓力在允許范圍之內(nèi)；②儲(chǔ)罐還必須有足夠的壓力安全閥和真空安全閥；③LNG儲(chǔ)罐的壓力安全閥和真空安全閥與罐體之間還需設(shè)置有一個(gè)手動(dòng)開關(guān)的截止閥，以便安全閥的檢修。安全排氣裝置還應(yīng)充分考慮在火災(zāi)情況下如何進(jìn)行安全排放；④對(duì)于雙層壁結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)罐，為了防止內(nèi)罐損壞時(shí)LNG漏泄至內(nèi)外罐之間的絕熱空間，外罐也必須設(shè)置有足夠的安全排氣裝置。排氣通道的截面積需要根據(jù)儲(chǔ)罐容量來確定，NFPA59A規(guī)定不得少于0.1cm2/kg，但不超過2000cm2；⑤外罐安全排放裝置的工作壓力，不得超過外罐的設(shè)計(jì)內(nèi)壓和內(nèi)罐的設(shè)計(jì)外壓中的任何一個(gè)壓力。第三節(jié)LNG儲(chǔ)罐的安全6.防止LNG在儲(chǔ)罐內(nèi)分層措施第四節(jié)儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷一、儲(chǔ)罐吹掃和預(yù)冷目的假如直接用LNG進(jìn)行置換，可能會(huì)造成內(nèi)罐內(nèi)部分位置的溫度低于它的設(shè)計(jì)值，再加上由于有部分LNG閃蒸出來的閃蒸氣的原因，會(huì)造成罐內(nèi)局部天然氣的壓力過低。而用它的蒸發(fā)氣進(jìn)行置換可以避免上述情況的發(fā)生。用蒸發(fā)氣進(jìn)行置換的第二個(gè)好處就是可以降低罐內(nèi)蒸發(fā)氣的含氮量，在很多情況下組分的含氮量過高會(huì)降低設(shè)備的性能。在對(duì)儲(chǔ)罐的進(jìn)行冷卻過程中，可以通過控制降低儲(chǔ)罐內(nèi)部環(huán)境的溫