第六章LNG儲存技術和標準液化天然氣(LNG)技課件

第六章LNG儲存技術和標準液化天然氣（LNG）技術第六章液化天然氣（LNG）技術第一節(jié)LNG儲存準則和標準

目前，深冷儲存儲罐設計主要有兩種國際性規(guī)范，即API620《大型焊接低壓儲罐設計和建造準則》和BSEN14620《低溫工作條件下立式平底圓筒形儲罐》。API620形式上只對單容罐金屬部分起約束作用，實際上對雙容罐和全容罐（內(nèi)、外罐）的金屬部分也適用。混凝土的設計應按照獨API620來進行。BSEN14620目前替代了BS7777《低溫平底立式圓筒形儲罐準則》，除BS7777中涉及的金屬部分，單容罐、雙容罐和全容罐的隔熱以及混凝土設計外，還對壁厚、地震周期等內(nèi)容進行了修改，不僅為企業(yè)節(jié)約了成本，還能為推動LNG產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起重要作用。

儲罐準則中BSEN14620涵蓋了單容罐、雙容罐和全容罐所有方面的準則，更為適用。儲罐設計還應考慮當?shù)匾?guī)定，特別是對每個建造位置，以及影響儲罐設計的重要因素，這些要求應該一樣樣地檢驗。第一節(jié)LNG儲存準則和標準目前，深冷儲存儲罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）一、儲罐型式分類按容量分類①小型儲罐：容量5～50m3。②中型儲罐：容量50～100m3。③大型儲罐：容量100～1000m3。④大型儲槽：容量1000～40000m3。⑤特大型儲槽：容量40000～200000m3。按隔熱分類①真空粉末隔熱：常用于小型LNG儲罐。②正壓堆積隔熱：廣泛用于大中型儲罐及儲槽③高真空多層隔熱：很少采用，用于小型LNG儲罐。第二節(jié)LNG儲罐（槽）一、儲罐型式分類罐（槽）的形狀分類①球形罐：一般用于中小型容量的儲罐，某些大型LNG儲槽也采用球型罐。②圓柱形罐（槽）：廣泛用于各種容量的儲罐和儲槽。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預應力混凝土罐：大型儲槽采用預應力混凝土外殼，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儲罐（槽）罐（槽）的形狀分類第二節(jié)LNG儲罐（槽）二、常用小型儲罐立式LNG儲罐

雙金屬壁結構，儲存方式為帶壓儲存，隔熱方式主要采用真空粉末隔熱。

LNG的理論計算日蒸發(fā)率為≦0.27%/d。流程包括:進、排液系統(tǒng)，進、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)，測滿系統(tǒng)，安全系統(tǒng)等。

第二節(jié)LNG儲罐（槽）圖6.1100m3立式LNG儲罐結構及流程示意圖Ａ—單向閥；Ｂ—防爆膜；Ｄ—阻火器；Ｅ１～Ｅ４—截止閥；Ｇ—壓力表閥；Ｈ—液位儀；Ｌ１，Ｌ２—液位計閥；Ｍ１～Ｍ６—放氣閥；ＭＶ—測滿閥；Ｎ—緊急切斷閥；Ｐｒ—增壓器；Ｐ１～Ｐ３—壓力表；Ｒ—連通閥；Ｓ１～Ｓ３—安全閥；Ｓ４—外殼爆破膜；Ｖ１～Ｖ１０—截止閥；Ｂ—防爆膜；Ｗ—抽空閥二、常用小型儲罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）圖6.1100m3第六章LNG儲存技術和標準液化天然氣(LNG)技課件立式LNG子母型儲罐

子母罐----子母罐是指擁有多個（三個以上）子罐并聯(lián)組成的內(nèi)罐，多只子罐并列組裝在一個大型外罐（母罐）之中。隔熱方式為粉末（珠光砂）堆積隔熱。第二節(jié)LNG儲罐（槽）立式LNG子母型儲罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）優(yōu)點缺點依靠容器自身壓力，可采用壓力擠壓的辦法對外排液，而不需要輸液泵排液，因此操作簡單和可靠性提高。由于外罐的結構尺寸原因，夾層無法抽真空；夾層厚度通常選擇800mm以上，導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，可采用常壓儲存方式，減少儲存期間的排液損失。由于夾層厚度較厚，且子罐排列的原因，設備的外形尺寸較大。子母罐的制造安裝較球罐容易實現(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)缺點第二節(jié)LNG儲罐（槽）優(yōu)點缺點依靠容器自身壓力，可采用壓力擠壓的辦法對外排液，而不子母罐的布置子母罐的布置一般情況下，可用子母罐水平斷面面積利用系數(shù)η來判定子母罐結構布置的合理性。斷面系數(shù)η的計算公式如下：式中A1—子罐罐體橫斷面面積，m3；A2—外罐罐體橫斷面面積，m3子母罐中子罐采用支腿式結構。為了減少傳熱量及運輸長度尺寸，支腿在適當高度位置被設置成兩段式結構，并在兩段連接處設置環(huán)氧玻璃鋼板阻隔材料，此材料宜采用疊板結構。第二節(jié)LNG儲罐（槽）立式ＬＮＧ子母罐的典型結構子母罐的布置第二節(jié)LNG儲罐（槽）立式ＬＮＧ子母罐的典型球形LNG儲罐低溫液體球罐的內(nèi)外罐均為球狀。工作狀態(tài)下，內(nèi)罐為內(nèi)壓力容器，外罐為真空外壓力容器。夾層通常為真空粉末隔熱。

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儲罐（槽）球形LNG儲罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）第六章LNG儲存技術和標準液化天然氣(LNG)技課件優(yōu)點缺點在相同容積條件下，球體具有最小的表面積，設備的凈重最小。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。現(xiàn)場組裝技術難度大，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，但成形時材料利用率最低。球形儲罐的優(yōu)缺點第二節(jié)LNG儲罐（槽）優(yōu)點缺點在相同容積條件下，球體具有最小的表面積，設備的凈重最第二節(jié)LNG儲罐（槽）三、LNG大型儲罐1.地上圓柱形儲罐

地上圓柱形LNG儲罐均為雙層金屬罐，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儲罐（槽）三、LNG大型儲罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）圖6.3單容罐的基本結構定義是：由內(nèi)罐和外罐設計建造而成，僅要求內(nèi)罐符合儲存產(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，以及約束吹掃蒸汽的壓力，而不用于儲存意外從內(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LNG外溢擴散，圍堰的高度取決于罐容的大小和圍堰距罐壁的距離等。該型式儲罐造價最低，但安全性稍差，占地較大。（1）單容儲罐

第二節(jié)LNG儲罐（槽）圖6.3單容罐的基本結構定義是：由第二節(jié)LNG儲罐（槽）（1）單容儲罐

通常，采購方會根據(jù)建廠條件對儲罐的直徑和高度做出限定。如果由設計人員自由確定內(nèi)罐幾何尺寸，則最經(jīng)濟的儲罐尺寸要求內(nèi)罐保冷表面面積最小。令內(nèi)罐高度為ｈ，內(nèi)罐半徑為ｒ，則：面積最小:式中Ｖ—內(nèi)罐容積，m3；Ａ—內(nèi)罐表面積，m2；ｒ—內(nèi)罐半徑，m；ｈ—內(nèi)罐高度，m。第二節(jié)LNG儲罐（槽）（1）單容儲罐通常，采購方會根據(jù)建（2）.雙容罐定義是：雙容罐的內(nèi)罐和外罐均設計建造為能夠獨立儲存冷凍液體。為了使溢出液體達到最小泄漏，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%鎳鋼或預應力混凝土，內(nèi)外壁之間填充保溫材料。由于當其內(nèi)壁破裂時，外壁仍具有足夠強度承擔儲罐的設計載重，所以考慮不設圍堰。圖6.4雙容罐的基本結構第二節(jié)LNG儲罐（槽）（2）.雙容罐圖6.4雙容罐的基本結構第二節(jié)LNG儲罐（（3）.全容罐定義為：內(nèi)、外罐均設計建造為能獨立儲存冷凍液體的罐。外罐或罐壁與內(nèi)罐的距離應在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)或預應力混凝土，外壁為預應力混凝土。

此類儲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罐中安全性最高，造價也最高，流行于歐美。圖6.5全容罐的基本結構

第二節(jié)LNG儲罐（槽）（3）.全容罐圖6.5全容罐的基本結構第二節(jié)LNG儲罐（4）薄膜式儲罐

薄膜式儲罐的內(nèi)罐為不銹鋼薄膜,外罐為預應力混凝土，這種形式儲罐的優(yōu)點是內(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20萬m3），目前在地上式儲罐中應用最為廣泛。

圖6.7薄膜罐的基本結構第二節(jié)LNG儲罐（槽）（4）薄膜式儲罐圖6.7薄膜罐的基本結構第二節(jié)LNG儲第二節(jié)LNG儲罐（槽）（5）三重式儲罐三重式儲罐的主要內(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應力混凝土，這種形式儲罐最大的優(yōu)點是當主要內(nèi)罐破裂時，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)生凍結現(xiàn)象。第二節(jié)LNG儲罐（槽）（5）三重式儲罐2.地下式儲罐

圖6.8地下式儲罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）要進行大的混凝土開挖，并用隔熱薄膜覆蓋罐壁和罐底。常用的內(nèi)壁材料主要為9%鎳鋼、不銹鋼或鋁合金；隔熱層材料為珍珠巖、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料；內(nèi)外層之間填充絕熱材料和氮氣；罐頂一般呈圓弧形，為普通鋼材；外罐通常采用鋼筋混凝土壁和預應力混凝土壁。優(yōu)點：有容積大、占地面積小、多個儲罐可緊密布置、不影響環(huán)境、安全性高、抗震性能強、耐久性和密封性好、具有防災害性事故的功能。缺點：投資大，建設周期長。適用地：適宜建造在人口密集地區(qū)和海灘回填區(qū)上2.地下式儲罐圖6.8地下式儲罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）3.地下坑儲罐在地下坑儲罐的設計中，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.地下罐設計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地下坑儲罐的基本結構

第二節(jié)LNG儲罐（槽）3.地下坑儲罐圖6.9地下坑儲罐的基本結構第二節(jié)LNG第二節(jié)LNG儲罐（槽）

4.大型儲罐類型的比較（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的進步、制造商的設計、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：①低成本；②交貨時間短。缺點：①低的(或缺乏)抵抗外部危險的能力；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對于大直徑儲罐，全鋼設計限制了操作壓力達到相對較低的值。受限因素有錨和壓縮環(huán)。⑤需要對外腐蝕采取保護。第二節(jié)LNG儲罐（槽）

4.大型儲罐類型的比較第二節(jié)LNG儲罐（槽）（2）雙容罐

雙容罐就好比是單容罐主要缺點的一種補救，一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，將是完全損失。正因如此，需要設計二次容器儲存液體。優(yōu)點：①一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，安全程度增加了；②對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終端的設計更為緊湊。缺點：①費用比單容罐稍高；②交貨時間較單容罐更長；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，因此易受外部危險的傷害。⑤和單罐一樣需要對外部進行抗腐蝕保護，不過由于有次級罐，它的實現(xiàn)要比單罐復雜。雙容罐的使用很受限，被大致相同費用但更有效的全容罐替代。第二節(jié)LNG儲罐（槽）（2）雙容罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）（3）全容罐安全水平進一步增加。作為儲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：①一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏，具有更高的安全等級；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計，對抗外部危險的安全水平增加；④由于罐與罐間的距離降到了最低，接收終端的設計更為緊湊。⑤如果鋼筋混凝土覆蓋層厚度足夠且選擇適當?shù)乃?，就沒有必要保護混凝土外表面。缺點：①成本和交貨時間大致與雙容罐相等，但比單容罐高。第二節(jié)LNG儲罐（槽）（3）全容罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）（4）薄膜罐儲氣罐技術促成了薄膜罐的使用。優(yōu)點：①從操作觀點來看，薄膜罐比全容罐更靈活，因為儲罐冷卻下來時沒有溫度梯度約束。②設計較全容罐的費用稍微低一些，差距隨著容積的增大而增大。缺點：①在風險分析中，薄膜罐的安全等級比全容罐稍微低一些；②薄膜罐蒸發(fā)率通常比自支撐內(nèi)罐設計更高；第二節(jié)LNG儲罐（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可靠性高高高高高結構完整性低高中高高投資（罐及相關設備）低中高中低操作費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儲罐選型比較第二節(jié)LNG儲罐（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儲罐（槽）（5）地下罐優(yōu)點：①接收終端設計緊湊；②地下不需要高的結構，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由于儲罐進口噴嘴比地上罐的更低，運輸船卸船就更為容易。缺點：①與全容罐相比，價格增加的更多；②建造時間增加8～16個月；③土壤穩(wěn)定性不易獲取，所有解決措施均有缺點。④如果土壤凍結，儲罐的退役就非常棘手，因為在未凍結時土壤破壞就已經(jīng)發(fā)生了；⑤不可能進行混凝土的外部檢查。第二節(jié)LNG儲罐（槽）（5）地下罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）（6）地下坑儲罐優(yōu)點：①采用具有最小安全距離的緊湊設計；②在災難性情況下LNG泄漏也不會發(fā)生；③避免高結構設計，運輸船卸船更容易。缺點：①成本高；②交貨時間周期在1～1.5年，比全容罐長；③仍然存在穩(wěn)定性問題，但土壤凍結不可適用，僅能使用載重型底板或者排水設備。第二節(jié)LNG儲罐（槽）（6）地下坑儲罐第二節(jié)LNG儲罐（槽）（7）注意事項1）高空底板

地上型儲罐，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，很容易檢測出沉降，絕熱故障。不需要底板加熱.圖6.10地上型儲罐底板第二節(jié)LNG儲罐（槽）（7）注意事項圖6.10地上型儲罐第二節(jié)LNG儲罐（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，過去許多儲罐上都安裝有。然而，特別是大型儲罐上，噴嘴被認為是虛弱點，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。3）水壓試驗自身具有支撐內(nèi)罐的儲罐（比如單容罐、雙容罐和全容罐）都應該進行水壓試驗。主要準則（BS7777和API620）規(guī)定了全水壓試驗，水位為設計產(chǎn)品水位的最大位置。一些情況下，API620設計了局部水壓試驗。EN1473也允許局部水壓試驗。

第二節(jié)LNG儲罐（槽）2）拱頂上的噴嘴第二節(jié)LNG儲罐（槽）4）成本與交貨時間的比較

綜上所述：對于1000m3及以下的LNG儲罐可以采用立式LNG儲罐、立式LNG子母型儲罐、球型LNG儲罐等形式的儲罐。

對于1000m3以上的LNG儲罐推薦進一步以混凝土拱頂全容罐為基礎進行研究，并且將薄膜罐作為備用方案。第二節(jié)LNG儲罐（槽）4）成本與交貨時間的比較綜上所述：對四、LNG儲罐技術要求1.LNG儲罐材料選擇

（1）在使用溫度范圍內(nèi)應具有足夠的強度（包括疲勞強度）；（2）在使用溫度范圍內(nèi)應具有充分的韌性，不能產(chǎn)生脆性破壞；

（3）具有良好的加工性和可焊性；

（4）價格低，容易采購。第二節(jié)LNG儲罐（槽）第二節(jié)LNG儲罐（槽）四、LNG儲罐技術要求1.LNG儲罐材料選擇

適宜建造LNG儲罐的材料有鎳鋼、鋁合金、珠光體不銹鋼。9%鎳鋼的強度高，熱膨脹系數(shù)小，至今是建造LNG儲罐用得最多的材料。除以上幾種材料外，國外還有采用36%鎳鋼作LNG儲罐材料的。金屬儲罐外殼圍蔽結構為一般結構，新近開發(fā)建造的固定式LNG地面儲罐的外罐材料為預應力鋼筋混凝土。低溫隔熱材料大多選用聚胺基甲酸酯、聚苯乙烯泡沫塑料、玻璃纖維、軟木或珠光砂等。第二節(jié)LNG儲罐（槽）第二節(jié)LNG儲罐（槽）2.LNG儲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，機械強度高，經(jīng)久耐用；4）耐火性強，在使用溫度下不分解，化學性質(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）價格低廉，易于獲得和便于運輸。

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

LNG儲罐的施工與建造

全容罐具有較高的安全性，在LNG儲存越來越大型化、儲存安全性要求越來越高的今天，全容罐得到更多的采用。目前，我國已建成或在建罐均為全容罐。下面16×104m3全容罐為例介紹LNG儲罐的設計施工。一、LNG低溫儲罐的特殊要求低溫性；高安全性；用材特殊；保冷性；抗震性；施工要求嚴格二、LNG低溫儲罐設計要求（1）儲罐設計使用年限25ａ。（２）在正常使用條件下，必須絕對保證預應力混凝土外罐的氣密性，設計壓力-1.5kPa～29kPa，設計溫度為-170℃～60℃。（３）必須在考慮潛在的各種危險情況下選擇設計參數(shù)及材料；（４）儲罐開口選擇在罐頂，避免ＬＮＧ由接口處泄漏。（５）采取措施防止由于液體分層及儲罐漏熱而引起的翻滾分層現(xiàn)象。（６）混凝土２８ｄ的立方體試塊最小強度為５０ＭＰａ。（７）設計標準。儲罐的基本設計規(guī)范為BS7777，及其他相關規(guī)范有API620、ACI318、NFPA59A等。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造全容罐具有較高的第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造三、全容罐的結構１內(nèi)罐（１）板材：內(nèi)罐避板材料為鎳的質(zhì)量分數(shù)為9％的合金鋼板。（２）罐底：罐底鋪設兩層鎳的質(zhì)量分數(shù)為9％的鋼板，厚度分別為5mm和6mm。底板外圈為環(huán)板，兩層底板中間為保溫層、混凝土層、墊氈層和干沙層。（３）罐壁：采用分層安裝的方式，分層數(shù)按板材寬度而定。對于容積16×104m3以上的全容罐，一般分十層。最底層壁板厚度約24.9mm，最上四層厚度約12mm。每層高3.543ｍ，周長251ｍ，由22張板拼接而成。內(nèi)罐外壁用保溫釘固定絕熱保溫材料。（４）罐頂：內(nèi)罐頂部為懸掛式鋁合金吊頂，以支撐罐頂膨脹珍珠巖保溫層。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造三、全容罐的結構第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造三、全容罐的結構２外罐（１）罐基礎：全容罐的基礎應按照儲罐建造地的土壤條件，通過工程地質(zhì)調(diào)研后確定。通常采用坐基式或架空型。前者底板直接坐落在基礎上，為防止罐內(nèi)液體的低溫使土壤凍脹，需配置加熱系統(tǒng)。后者不需要加熱系統(tǒng)。（２）罐壁：外罐墻用預應力鋼筋混凝土制成。容積為16×104m3的預應力混凝土外罐內(nèi)徑82m、墻高38.55m、墻厚0.8m，內(nèi)置入預埋件，以固定防潮襯板及罐頂承壓環(huán)。墻體豎向采用VSL預應力后張束，兩端錨固定于混凝土墻底和頂部。墻體環(huán)向采用同樣規(guī)格的鋼絞線組成的VSL預應力后張束，環(huán)向束每束圍繞混凝土墻體半圈，分別錨固于布置成90°的四根豎向扶墻柱上。墻體內(nèi)置入預埋件，以固定防潮襯板及罐體頂承壓環(huán)。（３）罐頂：頂蓋為鋼筋混凝土球面穹頂，支承于預應力鋼筋混凝土圓形墻體上。球面穹頂混凝土由Ｈ形鋼鋼梁、頂板及鋼筋構成加強結構，頂面上設有工作平臺，放置運行控制設備及儀表、閥等?；炷榴讽攦?nèi)設有碳鋼鋼板內(nèi)襯，施工時作為模板，使用時可用以防止氣體滲漏。（４）預應力混凝土外罐支承在360根直徑1.2m、平均深度13.6m的鋼筋混凝土灌注樁基上，樁底置于深入1.5m的堅硬巖石中，每個樁頂部安裝有防震橡膠墊，其上是直徑86.6m、厚0.9m、用以支承鋼結構內(nèi)罐及混凝土外罐的鋼筋混凝土基礎承臺。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造三、全容罐的結構第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工1基礎施工１）軟弱地基的加固為保證LNG儲罐建成后不發(fā)生任何形式的不均勻沉降，必須對建造場地進行詳細勘察，對軟弱地基進行加固。采用的灌注樁基礎需滿足長期荷載190KPa、短期荷載240KPa的承載力要求。２）基礎施工為使基礎具備良好的整體性，鋼筋混凝土底板要有足夠厚度。為防止大體積混凝土因水化反應的熱應力產(chǎn)生裂縫，應采用分層連續(xù)澆注和由外向內(nèi)順序澆注的方法。２罐壁預應力施工罐壁采用預應力滑模施工工藝，滑模爬升過程中需預埋垂直預應力套管及水平預應力套管。垂直預應力系統(tǒng)為碳鋼套筒，水平預應力系統(tǒng)為鍍鋅半硬式渦卷型套管，各套管銜接以熱收縮套粘合。罐壁澆注完工后進行鋼索穿索作業(yè)，一般用油壓機具施加預應力，吹頂前應至少施加70％設計預應力強度。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工３罐頂施工罐頂由預應力鋼筋混凝土及罐頂襯板構成。外罐頂和罐壁要能承受氣體意外泄漏造成的內(nèi)壓力，罐頂還應具備外部意外物體沖擊的能力。因此，鋼筋混凝土要同時具備足夠的抗壓、抗拉強度。一般采用兩次澆注方式，避免一次澆注超出罐頂負荷。罐頂?shù)臍獯淀斏谴笮蚅NG低溫儲罐施工的重要控制環(huán)節(jié)，將面臨頂升件重量大、頂升件與罐壁密封要求高、平衡控制裝置復雜等一系列技術難點。施工前要根據(jù)罐頂重量合理選擇鼓風機，設計平衡裝置和密封結構，建立完善的指揮、聯(lián)絡、操作系統(tǒng)，確保罐頂氣吹頂升作業(yè)一次順利安全完成。罐頂氣吹頂升作業(yè)采取的主要步驟如下：（１）首先要進行氣吹頂升設備—鼓風機、密封裝置、罐頂平衡鉸鏈裝置的安裝及調(diào)試。（２）頂升過程中，密切監(jiān)測罐頂空間位置和頂升壓力的變化，由牽引設備通過設置于混凝土外罐壁上的滑輪組帶動鉸鏈對罐頂進行空間位置調(diào)節(jié)，從而確保罐頂空間位置處于受控狀態(tài)。（３）當罐頂氣吹頂升到罐體的設計高度，組對焊接罐頂?shù)某袎涵h(huán)。（４）完成罐底防潮板鋪設、焊接。中層和上層罐底邊緣板、混凝土層、保冷層交叉施工，角保護壁板和保冷層交叉施工。（５）對罐體充氣保壓，罐頂澆注第一層混凝土，并保壓至混凝土達到強度，完成罐壁安裝焊接，罐頂澆注第二層混凝土。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工４外罐內(nèi)襯板（罐）施工外罐內(nèi)襯板（罐）承擔著盛裝泄漏冷液和密封的作用，外罐鋼板材質(zhì)要選擇耐低溫A516Gr.60等合金板材。由于外罐內(nèi)襯板（罐）為非承重構件，一般采用較薄的板材。外罐內(nèi)襯板（罐）施工順序第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工４外罐內(nèi)襯板（罐）施工1）施工準備（１）罐頂升至預定高度并固定后，開始倒運襯板至罐內(nèi)，均勻分布在外罐罐底襯板上。（２）清除豎向和橫向預埋件上的混凝土層、鐵銹等雜物。（３）電動葫蘆和電動吊籃試車完畢，檢驗合格，具備使用條件。（４）繪制襯板的吊裝圖，確定吊耳的位置和數(shù)量。（５）外罐罐壁襯板環(huán)向以環(huán)向預埋件為基準，用全站儀并做好標記，豎向以豎向預埋板為基準。（６）對現(xiàn)場施工人員進行技術交底，明確安裝順序、組對及焊接方法。２）下部襯板的施工第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工４外罐內(nèi)襯板（罐）施工3）中間襯板的施工4）上部襯板的施工第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工4）上第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工５內(nèi)罐施工大型LNG低溫儲罐內(nèi)罐壁材料通常為9％鎳鋼。9％鎳鋼在焊接過程中既易發(fā)生熱裂紋，又存在氫致延遲裂紋傾向，同時施焊過程中還容易發(fā)生焊弧的磁偏吹，是目前石化工程中公認的難焊材料之一。內(nèi)罐壁的焊接操作步驟：（１）罐底部內(nèi)層罐壁用兩圈9％鎳鋼板組焊成角保護層，內(nèi)罐在大角縫、立縫及環(huán)縫處均采用加襯墊板焊接，焊接方法采用交流手工焊。（２）內(nèi)罐壁為9％鎳鋼板，立縫采用交流手工焊，不預熱或預熱溫度控制在50℃以下防止出現(xiàn)熱裂紋；環(huán)縫采用雙面小電流自動焊，施焊過程中焊工保持通信聯(lián)系，確保焊接同步進行。（３）焊接至六圈壁板后再焊接罐體大角縫，以此來保證罐壁板的垂直度和橢圓度。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工６罐底施工大型LNG低溫儲罐罐底有多層鋼板及保冷層。LNG罐體施工與一般儲罐施工程序不一樣，要從罐底圈壁板處預留大門的180°方向開始，分層交叉倒退施工。LNG罐底板共分三層，下層為防潮碳鋼板，中層和上層為９％鎳鋼板（厚度５ｍｍ），這三層罐底板均為搭接結構（搭接寬度４０ｍｍ）采用交流手工焊焊接。罐底焊接防變形措施及成品保護是罐底施工的控制重點。實際施工中通過合理布置焊接順序和小電流焊接來控制焊接變形量，通過加蓋襯墊等措施來確保板罐底的成品保證質(zhì)量。７保冷施工（１）罐頂保冷。內(nèi)罐罐頂采用懸吊巖棉保冷層。該保冷層將罐內(nèi)空間與罐頂隔開，減少兩者間的對流，使蒸發(fā)氣體交換量降至最低。由于在罐頂上空相對穩(wěn)定的氣體層形成保冷屏障，增強了保冷效果，所以一般選擇玻璃纖維棉作為保冷材料。（２）罐壁保冷。罐壁保冷是在外罐襯板內(nèi)側噴涂聚氨酯泡沫。采用半自動聚氨酯泡沫噴涂機進行噴涂，施工中要使泡沫保持較高密度和均勻性，以保證保冷層的平整?，F(xiàn)場發(fā)泡施工中須對每批次的聚氨酯泡沫取樣，進行材質(zhì)檢測，包括導熱性能、密度及抗壓性能等。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工７保冷施工（３）罐底保冷。因罐底需承受儲存液體的壓力，所以除了考慮傳熱系數(shù)外，還需考慮材質(zhì)的抗壓強度。罐底保冷層的安裝采用了與一般儲罐不同的施工程序，即從罐底圈壁板處預留門相對的方向開始，采用分層交叉倒退施工法，具體順序見下圖。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工７保第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工７保冷施工１）罐底環(huán)形邊緣區(qū)保冷層施工施工順序：鋪設環(huán)形混凝土找平層→鋪設墊氈層→鋪設HBL1200型泡沫玻璃磚→鋪設墊氈層→鋪設HBL1200型泡沫玻璃磚→鋪設墊氈層→鋪設環(huán)形混凝土找平層→安裝內(nèi)底環(huán)形混凝土支撐環(huán)梁。２）罐底邊角區(qū)保冷層施工施工順序：安裝罐底環(huán)縫處玻璃纖維毯→涂刷玻璃磚黏結劑→安裝ＨＢＬ８００型泡沫玻璃磚→安裝玻璃磚頂部玻璃纖維毯→安裝角保護板。３）罐底中心區(qū)保冷層施工施工順序：鋪設混凝土找平層→鋪設墊氈層→鋪設HBL800型泡沫玻璃磚→鋪設墊氈層→鋪設HBL800型泡沫玻璃磚→鋪設墊氈層→鋪設干砂層→鋪設混凝土找平層→鋪設墊氈層→鋪設HBL800型泡沫玻璃磚→鋪設墊氈層→鋪設干砂層。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造四、LNG低溫儲罐的施工７保第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造五、LNG低溫儲罐的檢驗大型LNG低溫儲罐的檢驗、檢測手段主要采取真空試漏、Ｘ射線無損檢測和水壓試驗三種方式。在重要工序，如罐頂、罐底、大角縫，及罐本體組焊完成后，均需立刻開展檢驗、檢測工作。低溫儲罐施工要執(zhí)行嚴格的檢驗制度，主要包括焊縫檢驗、內(nèi)罐水壓試驗和外罐氣密試驗。１焊縫檢驗所有焊縫都需進行100％磁粉檢測（ＭＴ）、100％真空氣密檢測（ＶＢＴ）及100％射線檢測（ＲＴ）。２內(nèi)罐水壓試驗在確認罐體所有焊縫均已完成焊接并經(jīng)過檢驗符合標準后，開始進行水壓試驗。測試步驟如下：（１）從罐頂管嘴注水至試壓水位高度，水位上升速度不得超過1m/h。（２）在儲罐基礎上方預應力混凝土壁上每90°設置沉降觀測標記，監(jiān)測試壓前、注水過程、試壓完成后儲罐沉降數(shù)據(jù)。（３）觀察儲罐外表及焊縫有無泄漏或其他異常情況。如有泄漏發(fā)生，須待水位降至泄漏點下方1m高位置時，再對泄漏點進行修補檢查。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造五、LNG低溫儲罐的檢驗大型L第三節(jié)

LNG儲罐的施工與建造五、LNG低溫儲罐的檢驗３外罐氣密試驗為確保外罐整體的氣密性符合設計標準，水壓測試完成后應再進行一次氣壓測試。測試步驟如下：（１）按儲罐氣密試驗的有關規(guī)定安裝好壓力測量儀表。（２）向罐內(nèi)充氣，至測試壓力的50％（測試壓力為25KPa），持壓至少1h。（３）逐漸加壓至75％測試壓力，然后再慢慢增高測試壓力至100％，持壓至少1h。以肥皂水目視檢查罐頂管嘴焊縫、人孔及管嘴法蘭螺栓連接面，確認儲罐沒有氣泡等異常泄漏情況。六、收尾工作

罐體水壓試驗完成后，先放掉一部分試壓水，再對儲罐充氣進行氣液混合試驗。試驗合格后，將罐內(nèi)試壓水放凈，封閉外罐壁的臨時大門。待內(nèi)罐完全風干之后，開始安裝吊頂和內(nèi)罐壁之間的密封設施、內(nèi)罐壁外側的玻璃纖維氈，并往內(nèi)外罐壁間和吊頂上充填珍珠巖，達到設計的填充值。最后對罐體進行充氮保護。至此，大型LNG低溫儲罐罐本體的安裝工作就全部結束了。第三節(jié)LNG儲罐的施工與建造五、LNG低溫儲罐的檢驗３外第四節(jié)

LNG儲罐的安全一、儲罐的布置1.LNG儲罐間的距離儲罐容量（水容積）/m3從圍堰邊緣到邊界線的最短距離/m儲罐之間的最短距離/m3.8～7.64.61.57.6～56.87.61.556.8～114151.5114～26523相鄰儲罐直徑總和的1/4（最小1.5m）>265儲罐直徑的0.70倍，但不小于31m儲罐與邊界和儲罐之間的距離

第四節(jié)LNG儲罐的安全一、儲罐的布置儲罐容量（水容積）/第四節(jié)

LNG儲罐的安全LNG儲罐泄漏

第四節(jié)LNG儲罐的安全LNG儲罐泄漏第四節(jié)

LNG儲罐的安全2.溢出與漏泄的控制

在考慮LNG儲罐的規(guī)劃時，應充分考慮到儲存和裝卸LNG時，如果發(fā)生意外情況，LNG有可能泄漏或溢出。對于小型LNG儲罐，常見方法是在儲槽周圍設置屏障。對于有可能產(chǎn)生漏泄的閥門、接頭處則須設置擋板，防止LNG的噴射；下方要設置集液盤，收集漏泄的LNG，并通過排液管引入蓄液坑。對于大型LNG儲罐，更好的方法是將儲罐建在地下，使儲罐內(nèi)最高液面低于地平面。堤堰、護墻或蓄液坑的蓄液能力，主要根據(jù)儲槽最大容量來考慮。同時還應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。蓄液能力應大于儲罐滿載時LNG的總體積。第四節(jié)LNG儲罐的安全2.溢出與漏泄的控制第四節(jié)

LNG儲罐的安全3.堤堰、蓄液坑內(nèi)LNG液面上方的蒸汽控制

為防止LNG泄漏時蒸汽濃度太高引發(fā)爆炸，必須設法降低LNG的氣化速度，同時要設法加快蒸汽彌散的速度。降低LNG氣化速度方法：熱導率比較小的材料來建造堤堰、護墻或蓄液坑，甚至可以在堤堰、護墻或蓄液坑與LNG接觸的表面采用絕熱材料進行隔熱；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儲罐及管路系統(tǒng)的凈化

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

凈化的目的：要用惰性氣體將儲罐內(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，儲罐內(nèi)的含氧量必須按照有關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氣或二氧化碳，氮氣可以通過空氣低溫液化分離或變壓吸附等方法制取。第四節(jié)LNG儲罐的安全3.堤堰、蓄液坑內(nèi)LNG液面上方的蒸第四節(jié)

LNG儲罐的安全5.LNG儲罐的允許充注量

通常，LNG儲罐設計有一個最高液位限，控制儲罐內(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，應考慮到液體受熱后的體積將會膨脹而出現(xiàn)液位超高的情況

右圖是美國NFPA59A標準給出了確定LNG充注量的圖表操作人員可根據(jù)儲罐排放閥設定的工作壓力和充注時氣相空間的壓力來確定允許的實際充注量。圖6.11LNG儲罐的允許充注量第四節(jié)LNG儲罐的安全5.LNG儲罐的允許充注量圖6.11第四節(jié)

LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦１）漩渦現(xiàn)象在LNG儲存和LNG儲罐充注過程中，常發(fā)生一種被稱為“漩渦”或“翻滾”的不穩(wěn)定現(xiàn)象。所謂漩渦，指在出現(xiàn)液體溫度或密度分層的低溫容器中，底部液體由于漏熱而形成過熱，在一定條件下迅速到達表面并產(chǎn)生大量蒸氣的過程。此時罐內(nèi)LNG的汽化量為平時自然蒸發(fā)量的10～50倍，將導致儲罐內(nèi)的氣壓迅速上升并超過設定的安全壓力，使儲罐出現(xiàn)超壓現(xiàn)象。如果不及時通過安全閥排放，就可能造成儲槽的機械損傷，帶來經(jīng)濟上的損失及環(huán)境污染。漩渦現(xiàn)象通常出現(xiàn)在多組分液化氣體中。LNG儲罐內(nèi)分層示意圖第四節(jié)LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦LNG儲第四節(jié)

LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦２）分層與漩渦的機理在向盛有LNG的低溫儲罐中充注新的LNG液體或者LNG中的氮蒸發(fā)而使儲罐內(nèi)的液體發(fā)生分層。分層液體在儲罐周邊漏熱的作用下，形成各自獨立的自然對流循環(huán)，進而使各層液體的密度不斷發(fā)生變化，當相鄰兩層液體的密度近似相等時，兩個液層就會發(fā)生劇烈的混合，從而易引起儲罐內(nèi)過熱的LNG大量蒸發(fā)而導致漩渦的發(fā)生。漩渦產(chǎn)生的原理圖第四節(jié)LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦第四節(jié)

LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦３）分層與漩渦的理論模型目前，分層與漩渦模型主要有C－G模型、HSM模型、Bates-Morrision模型、四階段模型幾種。C－G模型是第一個分層與漩渦模型，將LNG看成是二元體系，雖簡化了推導過程，但此假設與真實情況相差比較大，導致預測的漩渦時間不夠準確。HSM模型將LNG看成是甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷和氮的混合物，假設傳質(zhì)在混合前就已經(jīng)發(fā)生。雖取得了許多成果，但有明顯缺陷。除了使用雙組分擴散假設外，還假設分層界面是靜止不動的，這與以后的試驗研究和觀察不相符。Bates-Morrision模型推翻了LNG分層形成的分界面固定不動的假設，使得該模型具有很高的準確性。首先，它將漩渦看成分層第一階段一和分層第二階段二，與實際情況較符合；其次，它將固定分界面模型合理推廣到了分界面移動情況，并且利用分界面的移動速度作為基本參數(shù)，從而避免了對復雜流體過程的分析，運用數(shù)學模型對漩渦進行了研究，獲得了很好的結果。該模型代表了國外對漩渦現(xiàn)象進行研究的最新成果和最高水平。

第四節(jié)LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦第四節(jié)

LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦Bates-Morrision模型該模型研究提出LNG分層演變的兩個階段，即靜止穩(wěn)定階段（分層第一階段）、非穩(wěn)定階段（分層階段第二）。它的特點是邊界層的移動，最后導致漩渦。（１）分層第一階段。該模型考慮LNG由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和氮組成，充注后的LNG分為上下兩層，各組分分別用摩爾分數(shù)表示，使用擴散公式模擬界面流量。下層質(zhì)量擴散方程：下層能量擴散方程：摩爾分數(shù)總和：第四節(jié)LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦第四節(jié)

LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦Bates-Morrision模型上層質(zhì)量擴散方程：上層能量擴散方程：摩爾分數(shù)總和：第四節(jié)LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦第四節(jié)

LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦Bates-Morrision模型（2）分層第二階段。此階段分界面占主要的交換機制是“穿透對流”，即一層的流體穿透分界面，進入另一層并卷攜著另一層流體回到原來的層。其結果是，分界面向上或向下移動，直至其兩邊密度接近一致，最后導致漩渦發(fā)生。卷攜在分界面兩邊同時發(fā)生，所以觀察到的分界面移動是兩個相反方向混合過程引起的凈結果。假設上層液體被卷攜到下層，可以導出：若上層的溫度和密度（Tu，ρｕ）為定值，對上式求不定積分可以解得：假設部分液體從上層向下卷攜，所用時間δｔ則為第四節(jié)LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦第四節(jié)

LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦Bates-Morrision模型（2）分層第二階段在時間δｔ內(nèi)，罐壁的漏熱和分界面的熱量傳遞會導致密度變化。上面得出式子只是處理卷攜帶來的影響，需要進行相應的調(diào)整。最簡單的辦法是要包括一個修正項，此修正項等于分層第一階段計算所得的密度隨時間變化的速率，記為，將其調(diào)整為：上式的物理意義包含了擴散對流和卷攜是兩個互不影響的過程，額外加一個修正項表明當夾帶開始時分層第一階段這個慢過程沒有立即結束。同樣，也可導出下層溫度、上層密度和溫度變化關系式：引入修正因子Ｃ０Bates-Morrision模型第四節(jié)LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦引入修正第四節(jié)

LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦四階段模型四階段模型認為，Bates-Morrision模型分層第二階段上層密度隨時間變化的式中沒有考慮蒸發(fā)率的影響，這與實際不符合，作出如下修正。

Bates-Morrision模型

四階段模型分界面下降由單向卷攜（上層液體卷攜，下層液體進入上層），且分界面下降速度恒定當Ｆｒ＜Ｆｒｃ時，分界面的移動速度應為Ｆｒ較小時第四節(jié)LNG儲罐的安全6.LNG在儲罐內(nèi)分層與漩渦Bate第四節(jié)

LNG儲罐的安全４）漩渦預防的技術措施ＬＮＧ分層是引發(fā)漩渦的前提。因此，在實際操作過程中如何檢測ＬＮＧ分層非常重要。（１）檢測ＬＮＧ分層的方法：①監(jiān)測儲罐溫度變化。②監(jiān)測密度差或熱值差。③監(jiān)測ＢＯＧ蒸發(fā)率。（２）防止漩渦的具體方法：①不同產(chǎn)地、不同氣源的ＬＮＧ分開儲存，這樣可避免因密度差而引起ＬＮＧ分層。②在儲罐內(nèi)安裝一個自動密度儀，以檢測不同密度的液層；根據(jù)需儲存的ＬＮＧ與儲罐內(nèi)原有ＬＮＧ密度差，選擇正確的部位充注，可有效地防止分層。充注方法的選擇一般應遵循以下原則：密度相近時一般選擇底部充注；將輕質(zhì)ＬＮＧ充注到重質(zhì)ＬＮＧ罐中時，應選擇底部充注；將重質(zhì)ＬＮＧ充注到重質(zhì)ＬＮＧ罐中時，應選擇頂部充注。（３）使用混合噴嘴和多孔管充注，可使充注的新ＬＮＧ和原有ＬＮＧ充分混合，從而避免分層。（４）用儲罐內(nèi)的泵使液體從低至頂循環(huán)。（５）保持ＬＮＧ的含氮量低于１％，并密切檢測汽化速率。第四節(jié)LNG儲罐的安全４）漩渦預防的技術措施第四節(jié)

LNG儲罐的安全7.儲罐壓力控制措施①LNG儲罐應具有罐內(nèi)壓力的控制裝置，使罐內(nèi)的壓力在允許范圍之內(nèi)；②儲罐還必須有足夠的壓力安全閥和真空安全閥；③LNG儲罐的壓力安全閥和真空安全閥與罐體之間還需設置有一個手動開關的截止閥，以便安全閥的檢修。安全排氣裝置還應充分考慮在火災情況下如何進行安全排放；④對于雙層壁結構的儲罐，為了防止內(nèi)罐損壞時LNG漏泄至內(nèi)外罐之間的絕熱空間，外罐也必須設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，不得超過外罐的設計內(nèi)壓和內(nèi)罐的設計外壓中的任何一個壓力。第四節(jié)LNG儲罐的安全7.儲罐壓力控制措施第五節(jié)儲罐吹掃和預冷一、儲罐吹掃和預冷目的

假如直接用LNG進行置換，可能會造成內(nèi)罐內(nèi)部分位置的溫度低于它的設計值，再加上由于有部分LNG閃蒸出來的閃蒸氣的原因，會造成罐內(nèi)局部天然氣的壓力過低。而用它的蒸發(fā)氣進行置換可以避免上述情況的發(fā)生。用蒸發(fā)氣進行置換的第二個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降低設備的性能。在對儲罐的進行冷卻過程中，可以通過控制降低儲罐內(nèi)部環(huán)境的溫度方法，來降低內(nèi)罐組成部件的溫度。一但儲罐冷卻到操作溫度，就開始著手對最初的產(chǎn)品進行裝罐。第五節(jié)儲罐吹掃和預冷一、儲罐吹掃和預冷目的第五節(jié)儲罐吹掃和預冷

二、儲罐吹掃和預冷的安全1.窒息和爆炸的危險

在進行置換和冷卻的過程中最大的危險，是排出的氣體中會含有大量的氮氣和天然氣。不管是氮氣還是天然氣都存在窒息的危險。更進一步的講，天然氣在混合了適量的空氣后，會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)氣進行冷卻的過程完成后。預防措施：排放區(qū)域?qū)x在已確定的氮氣和蒸發(fā)氣的排放點。排放區(qū)域?qū)O在距排放點足夠安全的距離處，并設置護攔隔離帶，阻止人員進入到該氣體的危險區(qū)域。在蒸汽主要的排放管口，安裝有氣體放空管，以降低對人員的窒息的危險。在進行蒸汽置換的過程中，需要嚴密檢測天氣情況，一旦出現(xiàn)閃電風暴的情況下要立即停止對任何碳氫化合物的排放。所有進行蒸發(fā)氣置換和冷凝操作的人員，都需要進行氧氣呼吸器的培訓，并且在進入排放區(qū)域都需要確認帶有足夠的氧氣。所有的人員都需要進行可然氣體檢測儀的培訓，并且在進行蒸汽置換和冷卻的過程中，要確保用可燃氣體探測儀對碳氫化合物進行測量。第五節(jié)儲罐吹掃和預冷

二、儲罐吹掃和預冷的安全第五節(jié)儲罐吹掃和預冷

2.儲罐的隔離

在蒸汽最初進入工藝設備和儲罐之前，所有工藝區(qū)和儲罐的管線以及儲罐本身都必須用氮氣置換并干燥好。在這個前提下，將儲罐和系統(tǒng)的管線用系統(tǒng)的閥門徹底隔離，然后開始向儲罐內(nèi)充蒸汽對儲罐進行置換和冷卻操作。為了確保在進行蒸汽置換和冷卻操作的過程中設備里的蒸發(fā)氣和LNG不進入或是溢出儲罐，調(diào)節(jié)在儲罐和與儲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。需要注意那些將儲罐以及與它相連管線進行隔離的閥門的位號，那些閥門的位號都包含在儲罐和管內(nèi)泵的圖上。除了上述的那些閥門剩下的都是用來將儲罐和設備進行隔離的閥門。需要注意的是如果那些用來進行隔絕的閥門沒關好，將起不到隔絕的作用，一旦蒸汽進入儲罐，它將可能進入到那些與儲罐相連的管線。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）。在進行蒸汽置換和冷卻的操作過程中應該定期對管線上的法蘭接頭，閥門包裝等進行檢查，看是否有泄露。第五節(jié)儲罐吹掃和預冷

2.儲罐的隔離第五節(jié)儲罐吹掃和預冷

三、全容罐的冷卻

ＬＮＧ儲罐的冷卻范圍除了儲罐本體還有４條相關液相管線：卸料總管、低壓泵輸出總管、高壓保冷循環(huán)管線和低壓保冷循環(huán)管線。冷卻順序為：卸料總管的冷卻儲罐的冷卻低壓泵輸出總管的冷卻高壓保冷循環(huán)管線低壓保冷循環(huán)進罐管線的冷卻。ＬＮＧ儲罐冷卻方式：（１）接收第一船ＬＮＧ時，對接收站內(nèi)首批建成的儲罐進行冷卻，使ＬＮＧ儲罐達到使用條件，之后完成其他調(diào)試工作。這種冷卻只能利用船上的ＬＮＧ進行。（２）接收站已經(jīng)投產(chǎn)，后續(xù)新建成的ＬＮＧ儲罐冷卻所用的ＬＮＧ則可以來自其他儲罐，而且不影響接收站的正常外輸和卸船作業(yè)。ＬＮＧ儲罐結構及工藝流程示意圖第五節(jié)儲罐吹掃和預冷

三、全容罐的冷卻ＬＮＧ儲罐結第五節(jié)儲罐吹掃和預冷

三、全容罐的冷卻

１冷卻注意事項１）ＬＮＧ儲罐冷卻前應具備的條件:（１）ＬＮＧ儲罐已經(jīng)經(jīng)過干燥，內(nèi)罐、穹頂、內(nèi)外罐夾層、罐底等空間已經(jīng)進行氮氣吹掃和置換，并保持正壓的氮氣環(huán)境。（２）ＢＯＧ（蒸發(fā)氣）處理系統(tǒng)已經(jīng)投入運行。（３）其他在用ＬＮＧ儲罐低壓泵外輸運行正常。（４）儲罐頂部的卸料總管與地面卸料總管已經(jīng)同時被冷卻。（５）即將冷卻的ＬＮＧ儲罐與相鄰的工藝系統(tǒng)之間安裝隔離。（６）按照ＰＩ＆Ｄ圖的要求檢查所有工藝閥門、氮氣系統(tǒng)閥門、放空閥門、安全閥上下游手閥、儀表的隔離閥狀態(tài)。（７）ＬＮＧ接收站處于最小輸出或零輸出的循環(huán)模式。（８）火炬系統(tǒng)運行正常，長明燈已經(jīng)點燃。（９）第一次冷卻使用的臨時設施已經(jīng)安裝到罐頂。第五節(jié)儲罐吹掃和預冷

三、全容罐的冷卻第五節(jié)儲罐吹掃和預冷

三、全容罐的冷卻

２）注意事項（１）由于低溫管道冷卻時會收縮，從冷卻開始到結束應密切監(jiān)視其位置的移動，要特別注意那些非正常的移動及影響管道正常收縮的障礙。（２）如果管道或其中的管段發(fā)生非正常移動，必須馬上停止該管段的冷卻，直到問題解決，才能繼續(xù)冷卻。（３）在管道的冷卻過程中，法蘭連接處可能有泄漏，所以要定期檢查閥門和法蘭處有無泄漏，一旦泄漏要及時處理。（４）儲罐在引入ＬＮＧ冷卻前必須保持微正壓的氮封。（５）ＬＮＧ儲罐必須在嚴格并且持