2023年《安全管理》之LNG低温储罐的几种储存形式.docx

LNG低温储罐的几种储存形式 目前，国内外常用的LNG低温储槽有常压储存、子母罐带压储存及真空罐带压储存三种方式。采用哪种储存方式，主要取决于储存量的大小。 ① 真空罐 真空罐为双层金属罐，内罐为耐低温的不锈钢压力容器，外罐采用碳钢材料，夹层填充绝热材料，并抽真空。真空罐是在工厂制造试压完毕后整体运输到现场。 LNG总储存量在1000m³以下，一般采用多台真空罐集中储存，目前国内使用的真空罐单罐容积最大为150m³。真空罐工艺流程比较简单，一般采用增压器给储罐增压，物料靠压力自流进入气化器，不使用动力设备，能耗低，因此国内外的小型LNG气化站根本上全部采用真空罐形式。 ② 子母罐 子母罐的内罐是多个耐低温的不锈钢压力容器，外罐是一个大碳钢容器罩在多个内罐外面，内外罐之间也是填充绝热材料，夹层通入枯燥氮气，以防止湿空气进入。子母罐的内罐在工厂制造、试压后运到现场，外罐在现场安装。 储存规模在1000m³到5000m³的储配站，可以根据情况选用子母罐或常压罐储存，由于内罐运输要求，目前国内单台子罐最大可以做到250m³，采用子母罐的气化工艺流程与真空罐大致相同，由于夹层需要通氮气，装置中多了一套液氮装置。 ③ 常压罐 常压罐的结构有双金属罐，还有外罐采用预应力混凝土结构的；有地上罐，还有地下罐，20220m³以下的多为双金属罐。 常压罐的内外罐均在现场安装制造，生产周期较长。 LNG低温常压储罐的操作压力为15KPa，操作温度为-162℃，为平底双壁圆柱形。其罐体由内外两层构成，两层间为绝热结构，为保冷层。内罐用于储存液化天然气，而外壳那么起保护、保冷作用。为了减少外部热量向罐内的传入，所设计的内外罐是各自别离并独立的。罐项是自立式拱顶，内罐罐项必须有足够的强度及稳定性以承受由保冷材料等引起的外部压力和由内部气体产生的内部压力。 储罐采用珠光砂为保冷材料，并充入枯燥的氮气，保证夹层微正压，绝热材料与大气隔离，防止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，增加了保冷材料的使用寿命，有效保证和提高了保冷材料的使用效果。在设计和制造绝热结构时，必须注意采用防潮措施。 通过技术经济比较，低温常压储罐方案的一次性投资低于子母罐的方案，但运行费用低温常压储罐方案远高于子母罐的方案。 虽然低温常压储罐方案的一次性投资低，但方案中存在以下问题： ① 低温常压储罐更适用于液化厂和接收终端站 通常在液化厂和接收终端站均采用低温常压储罐，这是由于接收终端站内的LNG储罐容积均很大（单罐容积大于5万m³），其它形式的储罐无法做到，接收的液体是由LNG槽船运来，LNG槽船上的储罐也是低温常压形式，压力变化不大。而且在接收终端站内设有BOG的冷凝装置，可以将BOG再变成LNG。 液化厂内由于有液化手段，储存期间产生的BOG可以变成再生气进行液化，故采用低温常压储罐，其BOG蒸发量的多少对其影响不大。 而一般气站使用的LNG均由汽车槽车运来，槽车中的LNG均带有压力，卸入到低温常压罐中会产生大量的气化，产生大量BOG气体。而且由于BOG为常压气体，BOG压缩机的投资和运行费用高。LNG泵的运行费用亦增加。 ②低温常压储罐系统复杂 低温常压储罐即要考虑储罐的超压问题，又要考虑储罐的抽空（形成负压）问题，需要有补气措施，所以储罐上要设有多个进口的低温调节阀、呼吸阀等。储罐顶部还要设自动干粉灭火系统、起吊装置。 由于低温常压储罐一般工作压力为15KPa，为维持此压力，储罐的压力调节阀需要经常开启，BOG气体回收到液化工段或至站内火炬燃烧掉。 ③需要设置LNG泵，对LNG泵要求高 由于低温常压储罐储存的液体不带压力，为满足LNG泵的净正吸入压头，储罐的根底（高架式根底）要提高。而且为防止发生气蚀，LNG泵的进液管要考虑采用真空保冷管。 ④施工周期长，检修较为困难 常压罐的内外罐均在现场安装制造，生产周期较长。如果储罐发生故障，需要全部停产检修。 ⑤ 低温常压储罐更需要考虑分层和沸腾问题 假设气站使用的LNG气源不同，由于气体组分不同，需要考虑分层和沸腾问题，一旦发生此问题，与子母罐相比，问题要严重得多。 储罐方案比较表 技术性能低温常压罐方案带压子母罐方案立式真空储罐内罐外罐单台子罐母罐 贮存介质LNG珠光砂+N2LNG珠光砂+N2珠光砂+真空主体材质0Cr18Ni916MnR0Cr18Ni916MnR0Cr18Ni9/16MnR工作压力/0.6MPa/0.6MPa设计温度-196～+40℃-19～+50℃-196～+40℃-19～+50℃-196～+40℃设计制造标准JB/T4735-1997GB150-1998GB18442安装过程车间加工板料，全部现场安装车间加工内罐，现场安装外罐车间加工储罐，现场安装制造安装周期6～7个月5～6个月3个月BOG压缩机需要不需要不需要LNG泵需要不需要不需要运行特点优点： 1.储罐一次投资省； 缺点： 1.储罐自身无压，出液须设LNG泵，且要求泵的NPSH尽可能小，泵的安装高度要求高，增加了LNG泵的运行维护和电耗； 2. LNG来源为槽车，卸车过程中，储罐内大量BOG需减压释放，且日常储存过程中，产生的BOG均需经过压缩机加压后才能送入管网中，增加了BOG压缩机的运行维护和电耗。 3．占地面积大，根据标准要求，低温常压罐距围堰和围堰距站区围墙的距离比压力罐要大许多。 4．运行管理复杂，对阀门的要求高。优点： 1.可利用储罐自身压力排液，不需要设置LNG泵。 2.由于是压力罐，储罐BOG回收量相对空间较大，并可利用压力直接经减压输送到中压管网； 3.LNG来源主要为槽车和集装箱，均带压，卸车过程相对BOG量较小。 4.占地面积比立式真空罐小，当储罐总容积超过约1500米3时，投资更低。 缺点： 1.储罐一次投资比低温常压罐大； 2.如果只设置一台储罐，无法分期实施，而且，一但储罐有故障（罐内没有没有分组），将造成停气。优点： 1.可利用储罐自身压力排液，对LNG泵的NPSH要求小，泵的安装高度要求低； 2.由于是压力罐，储罐BOG回收量相对空间较大，并可利用压力直接经减压输送到中压管网； 3.LNG来源主要为槽车和集装箱，均带压，卸车过程相对BOG量较小。 4．适宜分期建设。 5. 不考虑相邻罐，消防水池和水泵均较小。 缺点： 1.储罐一次投资比低温常压罐大。