液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案

液化天然氣（LNG）儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)李兆慈石油大學(xué)（北京）主要內(nèi)容一、前言二、LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備簡(jiǎn)介三、立式LNG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)四、LNG槽車的設(shè)計(jì)五、無損儲(chǔ)存的研究六、需進(jìn)一步研究的問題1、前言天然氣儲(chǔ)運(yùn)方式氣態(tài)壓力儲(chǔ)運(yùn)（CNG）液化儲(chǔ)運(yùn)（LNG）吸附儲(chǔ)運(yùn)水合物儲(chǔ)運(yùn)（NGH）常用天然氣儲(chǔ)運(yùn)方法比較

LNG儲(chǔ)運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約風(fēng)險(xiǎn)性管線建設(shè)費(fèi)用使遠(yuǎn)洋LNG貿(mào)易成為可能LNG的清潔度高調(diào)峰冷量利用，效益明顯LNG工業(yè)鏈

天然氣預(yù)處理、液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、接收站、再汽化裝置天然氣液化調(diào)峰型液化站基本負(fù)荷型液化工廠‘LNG儲(chǔ)存管網(wǎng)用戶LNG汽車LNG儲(chǔ)存LNG船接收站LNG儲(chǔ)存汽化站LNG加注站管網(wǎng)用戶LNG工業(yè)鏈2、LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備簡(jiǎn)介2.1LNG儲(chǔ)罐（槽）按容量分類

小型儲(chǔ)罐：5~50m3，常用于民用燃?xì)馄?、LNG加注站中型儲(chǔ)罐：50~100m3，衛(wèi)星式液化站、工業(yè)燃?xì)庹敬笮蛢?chǔ)罐：100~1000m3，小型LNG生產(chǎn)裝置大型儲(chǔ)槽：10000~40000m3，基本或調(diào)峰型液化裝置特大型儲(chǔ)槽：40000~200000m3，LNG接收站按絕熱結(jié)構(gòu)分類

真空粉末絕熱：小型LNG儲(chǔ)罐正壓堆積絕熱：大中型LNG儲(chǔ)罐與儲(chǔ)槽高真空多層絕熱：小型LNG儲(chǔ)罐按儲(chǔ)罐（槽槽）的形狀狀分類球形罐：中小容量，，少量大型型儲(chǔ)槽，如如林德公司司40000m3和日本NKK公司5000m3圓柱形罐（（槽）：各種容量（（包括子母母罐）按放置形式式分類地上型：地下型：半地下型、、地下型、、地下坑型型2.2LNG運(yùn)輸輸設(shè)備LNG槽船船——海上上運(yùn)輸工具具LNG船貯存方式常溫壓力式式——全壓壓式低溫常壓式式——全冷冷式低溫壓力式式——半冷冷半壓式LNG船型型球形儲(chǔ)罐船船薄膜型艙船船LNG槽車車規(guī)格：30、35、40、、45m3絕熱方式：：真空纖維、、真空粉末末、高真空空多層半掛式40m3LNG槽車車結(jié)構(gòu)基本與與槽車儲(chǔ)槽槽相似靈活性目前國(guó)內(nèi)已已開發(fā)出20英尺、、40英尺尺罐箱LNG罐箱箱LNG罐箱箱20英尺LNG罐箱箱LNG管道道輸送大量的天然然氣輸送，，采用液體體輸送比氣氣體輸送更更為經(jīng)濟(jì)，，輸送量可可提高3.5~3.7倍，并并能節(jié)約投投資2~4倍。一般般采用單相相流動(dòng)的穩(wěn)穩(wěn)定輸送，，為了保證證這一點(diǎn)，，可以采用用提高輸送送壓力的方方法，或使使液體過冷冷，以及提提高管道的的保溫性能能等措施。。LNG管道道輸送方式式：汽化器：加壓法泵送法：LNG泵冷態(tài)輸送法法：節(jié)約了中間間加壓站，，降低了管管道保溫要求求，終點(diǎn)是是低溫氣體體，輸送費(fèi)用比液態(tài)態(tài)輸送高1/3，比比氣體輸送送低60%。。LNG輸送送管道：普通管道低溫絕熱管道道堆積絕熱真空絕熱動(dòng)態(tài)真空靜態(tài)真空3、立式LNG儲(chǔ)罐的設(shè)設(shè)計(jì)容量：100m3絕熱方式：真空粉末絕熱熱LNG理論日日蒸發(fā)率：<0.27%內(nèi)筒、管道：：0Cr18Ni9外筒：20R100m3LNG儲(chǔ)罐實(shí)實(shí)物圖LIAPIPGLGHL23456789101112131415171816上進(jìn)液下進(jìn)液排液去氣罐增壓器去放空系統(tǒng)去回溫器來自氣儲(chǔ)罐增壓器11-外殼防爆裝置2-抽真空閥3-真空計(jì)閥4-金屬真空規(guī)5-低溫截止閥7、8、9-低溫截止閥10-自動(dòng)調(diào)節(jié)閥11-低溫截止閥12-低溫角式截止閥13-安全閥14、15、16、17、18-低溫角式截止閥100m3LNG儲(chǔ)罐流程圖100m3LNG儲(chǔ)罐技技術(shù)特性4、LNG槽槽車的設(shè)計(jì)LNG槽車運(yùn)運(yùn)載狀態(tài)一般般是常壓，溫溫度約為112K的低溫溫。LNG又又是易燃、易易爆的介質(zhì)，，運(yùn)輸中的安安全可靠是至至關(guān)重要的。。技術(shù)關(guān)鍵：支承：沖擊、振動(dòng)及及冷補(bǔ)償支承構(gòu)件常常選用熱導(dǎo)率率低而強(qiáng)度高高的材料如玻玻璃鋼、不銹銹鋼等受拉伸的構(gòu)件件兩固定端應(yīng)留有一定的的活動(dòng)余隙，，否則由于內(nèi)內(nèi)膽的冷收縮縮拉桿受力太太大，會(huì)在兩兩固定端產(chǎn)生生很大應(yīng)力。。低溫儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備備內(nèi)支承典型型結(jié)構(gòu)絕熱真空粉末絕熱熱：~35m真空纖維絕高真空多層絕絕熱:~45m3多層絕熱阻光粉末纖維粉末纖維泡沫、粉末、纖維真空非真空10-510-410-310-210-11不同絕熱類型型的有效導(dǎo)熱熱系數(shù)真空粉末（或或纖維）絕熱熱優(yōu)點(diǎn)：不需要太高的的真空度，易于對(duì)形狀復(fù)復(fù)雜的表面絕絕熱缺點(diǎn)：震動(dòng)負(fù)荷和反反復(fù)熱循環(huán)后后易沉降壓實(shí)實(shí)多層絕熱優(yōu)點(diǎn)：絕熱性能優(yōu)裕裕，重量輕，，與粉末絕熱熱比相對(duì)預(yù)冷損失失小，穩(wěn)定性性好缺點(diǎn)：難以對(duì)復(fù)雜形形狀絕熱，抽抽成高真空不易，，抽空工藝較較復(fù)雜安全技術(shù)流程與結(jié)構(gòu)內(nèi)膽安全閥內(nèi)膽防爆膜裝裝置絕熱夾套防爆爆膜裝置緊急切斷閥阻火器流程設(shè)計(jì)液體輸送壓力輸送：轉(zhuǎn)注時(shí)間長(zhǎng)長(zhǎng)，罐體設(shè)計(jì)計(jì)壓力高泵送液體：轉(zhuǎn)注流量大、、時(shí)間短泵后壓力高，，適應(yīng)各種壓壓力儲(chǔ)槽泵前壓力要求求低罐體設(shè)計(jì)壓力力低整車造價(jià)高、、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜雜實(shí)例：產(chǎn)品名稱：半掛式40m3LNG槽車公稱容積：40m3有效容積：36m3（充裝系數(shù)：：0.90））工作壓力：0.8MPa外形尺寸：1633524803886(長(zhǎng)寬高)40m3LNG半掛式式槽車實(shí)物圖圖LNG半掛式式槽車儲(chǔ)罐結(jié)結(jié)構(gòu)示意圖專利號(hào)：ZL00249960.61.外殼2.絕熱層3.內(nèi)膽4.徑向支支承5.常常溫吸氣劑6.軸向支支承7.低低溫吸氣劑半掛式40m3LNG槽車主主要技術(shù)參數(shù)數(shù)LNG槽車的的發(fā)展方向大型化列車化高速化5、LNG無無損儲(chǔ)存的研研究無損儲(chǔ)存時(shí)間間的影響因素素漏熱量（日蒸蒸發(fā)率）充滿率環(huán)境溫度容器使用壓力力溫度分層低溫容器內(nèi)壓壓力的升高是是無損儲(chǔ)存破破壞的直接因因素臥式容器中低低溫液體流動(dòng)動(dòng)過程示意圖圖模型飽和均質(zhì)模型型均相表面蒸發(fā)發(fā)模型熱分層模型俄羅斯模型俄羅斯模型的的修正模型計(jì)算模型（修修正模型）可視化程序編編制6、需進(jìn)一步步研究的問題題我國(guó)LNG應(yīng)應(yīng)用開發(fā)較遲遲，雖然目前前開發(fā)的幾種種貯運(yùn)設(shè)備很很快達(dá)到國(guó)際際同類水平，，但從整個(gè)國(guó)國(guó)家利用天然然氣資源、提提高經(jīng)濟(jì)性來來看，還與國(guó)國(guó)際上存在差差距。因此，，在LNG儲(chǔ)儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的研研究中，注重重各種類型的的LNG儲(chǔ)運(yùn)運(yùn)設(shè)備的研制制