LNG低温储罐的设计及建造技术
LNG低温储罐的设计及建造工艺应用研究
LNG低温储罐的设计及建造工艺应用研究摘要: LNG低温储罐在液化天然气储存中所发挥的价值较为突出,不仅可以满足液化天然气的储存要求,还有助于减少突发问题的发生,为液化天然气的使用提供重要的基础。
因此在实际工作中需要相关工作人员加强对LNG低温储罐设计和建造工艺的有效分析,和实际的使用要求进行相互的协调,全面地发挥低温储罐的优势,促进我国液化天然气行业的稳定发展。
关键词: LNG低温储罐;设计要点;建造工艺在进行LNG低温储罐设计和建造过程中,需要贯彻因地制宜的工作原则,解决在以往设计和建造中存在的各项问题,适当地借鉴国外发达国家相关的设计和建造经验,优化当前的建设模式,为后续的使用提供重要的基础,凸显现代化的设计和建造思维。
一、LNG低温储罐设计建造的要求以及工作重点(一)要求为了使LNG低温储罐设计和建造效果能够得到进一步的保障,相关工作人员需要按照实际情况明确主要的工作要求,只有这样才可以逐步地推动各个建造活动的科学实施,减少诸多因素对储罐后续使用所产生的影响。
首先第1个要求为耐低温性,液化天然气在常压的条件下,沸点大概为零下161℃,需要使储罐有较强的耐低温性和良好的蓄冷性能,避免对液化天然气的储存造成较为严重的影响[1]。
第2个工作要求为安全性较高,由于罐体储存的是低温液体,如果在后续运输环节出现一定的意外,会导致冷冻液量的挥发,并且气化量较多,在大气中会形成自动引爆的现象。
因此在实际设计过程中需要加强对安全设计的重视程度,减少突发问题的发生,比如可以采取双壁结构,适当地调整当前的密封设计参数。
这样一来如果在内部发生泄漏时,外层地储罐可以有效地起到一定的封堵效果,保证储存的安全系数。
在设计和制造过程中需要科学地筛选好对应的材料内壁,要满足耐低温的要求,外壁要具备较强的抗拉强度,有效地减少突发问题的发生,使设计建造水平能够得到进一步的保证。
第3个设计要求为保温措施要非常的严格,罐内外的温差很有可能会达到200℃。
LNG低温储罐施工组织设计.docx
.316 万 m 全容式 LNG低温储罐施工方案1工程基本情况1.1 基本概况LNG储罐主要用于应急储备,当出现上游停气或其他事故时,可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为 16万m3的全容 LNG储罐,通常由预应力混凝土外罐和 9%Ni 钢内罐组成,设计温度为 -165 ℃。
1.2 低温储罐的主要构造低温储罐主要包括:钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐内衬钢板、保冷层、低温钢内罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图:图 1.2 ( a):低温储罐构造简图1.2.1 预应力混凝土外罐构造预应力混凝土外罐高 38.55m,外径 86.6m,内径 82m,墙厚 0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上,每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为 15.7m(7股)、强度为1860MPa的钢绞线组成的 VSL预应力后张束,预应力后张束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的 VSL预应力后张束,环向束每束围绕混凝土墙体半圈.分别锚固于布置成 90°的 4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上内置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图 1.2 (b)。
图 1.2 ( b):混凝土外罐构造剖面图1.2.2 内罐壁构造内罐壁是低温储罐的主要构件,由具有良好的低温韧性 (-165 ℃) 和抗裂纹能力的 9%Ni 钢板焊接而成。
1.2.3 保冷层构造大型低温 LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温 3部分构成。
1.2.4 罐顶构造罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶(或钢结构半球形拱顶)组成。
如下图 1.2 (c):图 1.2 ( c) : 罐顶构造示意图2工程特点、难点2.1 工程特点1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工,对施工要求较高。
3、罐底和罐体均属于预应力混凝土。
LNG低温储罐建筑施工组织设计及对策
16万m3全容式LNG低温储罐施工方案1工程基本情况1.1基本概况LNG储罐主要用于应急储备,当出现上游停气或其他事故时,可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为16万m³的全容LNG储罐,通常由预应力混凝土外罐和9%Ni钢罐组成,设计温度为-165℃。
1.2低温储罐的主要构造低温储罐主要包括:钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐衬钢板、保冷层、低温钢罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图:图1.2(a):低温储罐构造简图1.2.1预应力混凝土外罐构造预应力混凝土外罐高38.55m,外径86.6m,径82m,墙厚0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上,每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为15.7m(7股)、强度为1860MPa的钢绞线组成的VSL预应力后束,预应力后束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的VSL预应力后束,环向束每束围绕混凝土墙体半圈.分别锚固于布置成90°的4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图1.2(b)。
图1.2(b):混凝土外罐构造剖面图1.2.2罐壁构造罐壁是低温储罐的主要构件,由具有良好的低温韧性(-165℃)和抗裂纹能力的9%Ni钢板焊接而成。
1.2.3保冷层构造大型低温LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温3部分构成。
1.2.4罐顶构造罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶(或钢结构半球形拱顶)组成。
如下图1.2(c):图1.2(c):罐顶构造示意图2 工程特点、难点2.1工程特点1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工,对施工要求较高。
3、罐底和罐体均属于预应力混凝土。
4、混凝土罐体直径大、壁厚、高度高。
2.2施工难点1、钻孔灌注桩量大、密集,定位要求高。
LNG低温储罐的设计及建造技术
摘 要: LNG 低温储罐是液化石油天然气储运过程中的重要设施, 其建造技术复杂, 施工要求 严格, 在我国工程实例较少。文章介绍了 LNG 低温储罐的技术特点、罐体结构以及设计过程中 应遵循的规范, 阐述了 LNG 低温储罐在基础、罐壁、罐顶、保温层施工中的技术要求和检验中 应注意的事项, 对 LNG 低温储罐的设计施工提出了建议。 关键词: LNG 低温储罐; 设计; 建造 中图分类号: TE972 文献标识码: A 文章编号: 1001- 2206 ( 2007) 05- 0019- 04
( 2) 罐壁保冷。罐壁保冷是在外罐衬板内侧喷 涂聚氨酯泡沫。采用半自动聚氨酯泡沫喷涂机进行 喷涂, 施工中要使泡沫保持较高密度和均匀性, 以 保证保冷层的平整。现场发泡施工中须对每批次的 聚氨酯泡沫取样, 进行材质检测, 包括导热性能、 密度及抗压性能。
( 3) 罐底保冷。因罐底需承受储存液体的压 力, 所以除了考虑传热系数外, 还需考虑材质的抗 压强度。聚氨酯 泡 沫 的 抗 压 强 度≥0.2 MPa, 并 选 择抗压强度更高的发泡玻璃 ( 0.7 MPa) , 以增加保 冷 效 果 。 如 某 罐 由 上 向 下 依 次 有 10 层 : PE 布 、
依据存液状态下的受力特点, 内罐可用不同材 质、不同厚度的钢板组焊而成。如某罐从下向上选 择的钢板厚度为 34.6 ~9.6 mm, 除了最上部材质为 A516 Gr.60 外, 其他各 层 均 为 A537 CL.2。X 射 线 检测 ( RT) 抽检率水平焊缝为 20%, 垂 直 焊 缝 为 100%。 3.6 保冷施工
LNG低温储罐施工方案修订版
L N G低温储罐施工方案修订版IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】16万m3全容式L N G低温储罐施工方案1工程基本情况1.1基本概况LNG储罐主要用于应急储备,当出现上游停气或其他事故时,可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为16万m3的全容LNG储罐,通常由预应力混凝土外罐和9%Ni钢内罐组成,设计温度为-165℃。
1.2低温储罐的主要构造低温储罐主要包括:钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐内衬钢板、保冷层、低温钢内罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图:图1.2(a):低温储罐构造简图1.2.1预应力混凝土外罐构造预应力混凝土外罐高38.55m,外径86.6m,内径82m,墙厚0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上,每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为15.7m(7股)、强度为1860MPa的钢绞线组成的VSL预应力后张束,预应力后张束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的VSL预应力后张束,环向束每束围绕混凝土墙体半圈.分别锚固于布置成90°的4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上内置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图1.2(b)。
图1.2(b):混凝土外罐构造剖面图1.2.2内罐壁构造内罐壁是低温储罐的主要构件,由具有良好的低温韧性(-165℃)和抗裂纹能力的9%Ni钢板焊接而成。
1.2.3保冷层构造大型低温LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温3部分构成。
1.2.4罐顶构造罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶(或钢结构半球形拱顶)组成。
如下图1.2(c):图1.2(c):罐顶构造示意图2工程特点、难点2.1工程特点1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工,对施工要求较高。
LNG低温储罐施工方案最终版
LNG低温储罐施工方案最终版LNG(液化天然气)低温储罐的施工方案需要符合相关标准和要求,确保储罐的安全性、稳定性和耐久性。
下面是一个针对LNG低温储罐的施工方案的最终版本。
方案概述:该施工方案适用于LNG低温储罐的新建项目。
方案涵盖了从场地准备、基础施工、结构施工到安装验收的全流程。
1.场地准备:选择合适的场地,并确保其足够承载储罐的重量。
清理场地,移除植被和其他障碍物。
进行场地平整化处理,确保地面平整牢固。
2.基础施工:根据设计图纸,按照标准施工程序进行基础施工。
施工过程中要确保混凝土的质量,包括配合比、搅拌过程和浇筑质量等。
3.结构施工:3.1储罐外壳的施工:根据设计要求,在基础上逐层进行储罐外壳的构建。
使用高质量的建筑材料,确保外壳的强度和密封性。
施工过程中需采取必要的安全措施,防止工人受伤或其他事故发生。
3.2浮顶板的施工:浮顶板是LNG储罐的重要组成部分,要求施工过程中质量保证。
在浮顶板的施工中,采用预应力混凝土构造,确保浮顶板的强度和稳定性。
4.安装验收:在结构施工完成后,对储罐进行安装验收。
验收过程中包括测漏测试、设备安装等。
确保储罐的所有部件安装正确,且符合相关标准和要求。
5.安全措施:在整个施工过程中,要严格遵守安全操作规程和相关标准,确保施工人员的安全。
采取必要的措施确保LNG的泄漏风险得到控制,防止火灾和爆炸事故的发生。
6.质量控制:在施工过程中,进行必要的质量控制措施。
对施工材料进行检测和评估,确保其质量符合标准要求。
定期进行施工质量检查,确保施工过程和成果符合设计要求。
7.环保措施:在施工过程中,要采取环保措施,减少对环境的影响。
垃圾分类处理,减少污染物排放等措施应得到充分执行。
8.施工计划:制定详细的施工计划,确保施工过程按照预定时间顺利进行。
同时,要随时关注施工进展,及时进行调整和协调,确保项目能够按时完工。
总结:以上是LNG低温储罐施工方案的最终版本,通过合理的流程和严格的控制措施,确保储罐的安全性和质量的符合要求。
LNG低温储罐介绍
1、LNG低温储罐结构LNG低温储罐一般分为立式储罐和卧式储罐,其原理结构基本一致,现我以卧式储罐为例给大家讲解下其结构以及使用常识。
低温储罐为双层结构,内胆储存低温液体,承受介质的压力和低温,内胆的材料采用耐低温奥氏体不锈钢板材(0Cr18Ni9);外壳为内胆的保护层,与内胆之间保持一定间距,形成绝热空间,承受内胆和介质的重力负载以及绝热层的真空负压。
外壳不接触低温,采用容器钢制作。
绝热层大多填充珠光砂,抽高真空。
低温储罐蒸发量一般不高于百分之零点二。
内容器在气相管路上设计有安全阀在超压时起到保护储罐的作用。
在超压情况下,安全阀打开,其作用是放散由绝热层和支撑正常的漏热损失导致的压力上升或真空遭破坏后以及在失火条件下的加速漏热导致的压力上升。
外壳在超压条件下的保护是通过爆破装置来实现的。
如果内胆发生泄漏(导致夹套压力超高),爆破装置将打开泄压。
万一爆破装置发生泄漏将导致真空破坏,这时可以发现储罐外壳出现“发汗”和结霜现象。
当然,在与罐体连接的管道末端出现的结霜或凝水现象是正常的。
另外储罐所有的管阀件都设置在储罐的一端。
LNG低温储罐管路一般有:上进液管路(上进液管路在储罐内部并不是一根单一的管口而是像淋浴一样的花洒分布,这样设计有助于卸车时及时将储罐内部产生的B O G 液化使储罐压力降低以及保证储罐内部均匀预冷)、下进液管路、出液管路、气相管路(气相管路又分为B O G管路和E A G放空管路)、溢流口管路、上液位管(连接储罐液位计H端以及储罐压力表入口端)、下液位管(连接储罐液位计L端)。
2、储罐增压原理1、储罐增压:低温储罐的出液以储罐的静压差以及气相压力为动力。
在储罐液位下降速度较快的时候,储罐内部气相空间增压,导致储罐内部压力下降。
因此此时需向储罐内部补充气体,以维持储罐内部压力不变,才能满足其工艺需求。
储罐增压所需设备有:储罐增压器(空温式汽化器)、管路、阀门(阀门可安装紧急切断阀通过PLC程序控制自动开关也可安装降压调节阀待储罐压力低于设定值时自动打开,高于设定值时自动关闭)。
万立方米LNG储罐设计
万立方米LNG储罐设计LNG(液化天然气)储罐是用于储存液化天然气的容器,其设计是基于液化天然气的物理特性和存储需求。
液化天然气是指将天然气冷却至约-162摄氏度使其气态变为液态,以方便储存和运输。
1.确定储罐容量:在设计LNG储罐之前,首先需要确定储存的LNG容量。
由于LNG的体积大约为气态天然气的1/600,因此1万立方米的LNG 储罐可以储存大约6000万立方米的天然气。
2.确定储罐的外形和结构:LNG储罐通常采用圆柱形或球形结构,以最大化储存容量。
储罐的材料通常采用高强度钢材,以保证其承受LNG的低温和高压。
3.保温设计:LNG储罐需要具备良好的保温性能以防止液化天然气过快的升温。
为此,储罐通常会在外部设置保温层,以限制热量的传递。
保温层可以采用聚苯乙烯(EPS)、玻璃纤维等材料制成。
4.安全性设计:LNG是易燃易爆的物质,其储存涉及到较高的安全风险。
因此,LNG储罐的设计需要考虑到多重安全措施,如防火措施、泄漏检测系统、紧急排气系统等。
5.排放和泄漏控制:LNG储罐需要合理设计排放和泄漏管道,以确保在操作过程中能够控制和处理任何可能的泄漏。
6.底部设计:LNG储罐的底部设计要求具备一定的结构强度,以承受储罐内部的液化天然气重量和压力。
通常,底部会设置一个集液室,用于收集并处理液相LNG。
7.对外界环境的适应能力:LNG储罐需要适应不同的气候条件和环境影响,以确保其安全运行。
这可能需要考虑到地震、风力、雪负荷等外界影响因素。
以上是万立方米LNG储罐设计的基本要点,每个设计工程可能会根据具体要求有所不同。
LNG储罐的设计不仅需要考虑到储存需求和功能要求,还需要充分满足安全性和环境要求,以确保设备的长期稳定运行。
20万立方米LNG储罐设计
20万立方米LNG储罐设计LNG(液化天然气)储罐是用于储存液态天然气的设施,通常是由钢制或混凝土制成。
它们被广泛应用于天然气供应链的各个环节,包括天然气开采、运输、储存和分销。
本篇文章将讨论一个20万立方米LNG储罐的设计。
首先,设计一个20万立方米LNG储罐需要考虑以下几个关键因素:1.储罐结构:LNG储罐可以采用钢制或混凝土结构。
钢制储罐通常采用钢板组成圆筒形储罐,具有较高的强度和耐腐蚀性。
混凝土储罐通常具有较低的成本和更长的使用寿命,但施工周期相对较长。
2.安全性:LNG是高压低温液体,需要采取多种措施来确保储罐的安全性。
例如,储罐应具有良好的绝热性能,以保持低温状态并减少液化气体的蒸发。
此外,储罐还应配备安全阀和泄漏探测系统,以应对潜在的危险情况。
3.储罐容量:20万立方米的LNG储罐可以满足相对大规模的天然气需求。
储罐的容量应根据供需情况和储存周期进行评估,并确保足够的储存量供应天然气。
4.环境影响:LNG储罐的设计应考虑其对周围环境的潜在影响。
例如,储罐应位于安全距离内,以减少爆炸风险。
此外,储罐的绝热材料和排放控制系统应设计为减少温室气体和其他污染物的排放。
5.维护和运营:LNG储罐的设计应兼顾维护和运营的需求。
例如,储罐应具备易于检查和维修的结构,并配备必要的设备,如泵和阀门等。
针对以上要求,一个20万立方米的LNG储罐设计可以遵循以下步骤:2.安全性分析:进行安全性分析,评估潜在的风险和威胁,并设计相应的安全措施。
例如,采用多层绝热材料和防雷设备来降低储罐的温度和爆炸风险。
3.结构设计:选择合适的储罐结构,并进行结构设计。
对于钢制储罐,需要进行材料选择、焊接和腐蚀保护等方面的设计。
对于混凝土储罐,需要进行形状设计、混凝土配比和防渗处理等方面的设计。
4.绝热设计:设计合理的绝热系统,以保持LNG的低温状态。
这可以通过选择合适的绝热材料、设计合理的层次和厚度以及采用外保温措施等方式实现。
LNG低温储罐的设计及建造技术要点分析
LNG低温储罐的设计及建造技术要点分析摘要:天然气低温常压(或低压)储存方式因其储存效率高、占地节约、储存规模易于大型化等优点在液化天然气(LNG)接收终端站、天然气液化厂和城市燃气调峰系统中得到了越来越广泛的应用。
本文就对LNG低温储罐的设计及建造技术要点进行分析和探讨。
关键词:LNG低温储罐;设计;建造技术要点1LNG低温储罐的发展现状由于LNG是在低温储罐内储存的,过去储罐的储存形式为单壁形式。
单壁储罐顶盖绝热采用块体,但缺乏防潮层,且易于受到风的影响。
因此,为了解决这一影响,采用了双壁双顶储罐。
这种储罐是在两壁间的绝热空间内充入干燥的纯气体,以防止绝热空间吸入潮湿空气。
而随着储罐容量的不断增大,干燥纯气体的供应费用随之增加。
由于液化气体所产生蒸汽很容易引起罐体内部出现超压。
故在LNG低温储罐建设中引进了悬挂式顶盖技术,以形成了双壁单顶储罐。
这种储罐采用悬挂的绝热吊顶形成一个独立的环形空间,使LNG蒸汽能够顺利进入空间,有利于防止潮湿空气的进入,减少内容器的压力。
另外,双壁单顶储罐还可以采用外壁来防止潮湿空气的进入,减少罐顶自重负担。
2大型LNG低温储罐的结构形式根据液体和蒸汽收集情况的不同,大型LNG储罐可分为三种结构形式,即单容罐、双容罐和全容罐。
单容罐由双壁单顶的罐体组成,储放液态的LNG。
此罐体的内容器采用圆柱形钢制壳体。
在单容罐正常使用时,其蒸汽只能存放于内外壁之间的空间。
为了保证储罐的使用安全,应该砌堤墙将单容罐包围起来。
单容罐虽然投资较低,但其安全性能不高,很少适用于接收站储罐设计;双容罐由双壁单顶主容器和外围次容器两个部分组成。
其主容器类似于单容罐结构,在罐体内部存放LNG液体,在正常使用时,应该将蒸汽放于主容器内外壁之间的空间。
次容器采用耐低温的钢制,其顶部能够收集液体泄漏物。
另外,为了防止落入雨水、尘土进入罐体内部,需要在主容器和次容器之间再加盖一个防雨罩;全容罐主要由主容器和次容器两个部分组成。
LNG低温罐的结构设计
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混凝土固化
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墙体预应力拉紧结束
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焊接顶板
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停止气吹及安装斜坡道
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内罐壁板及内罐底板安装
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内罐内的低温泵管的安装
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安装拱顶支撑
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开始安装拱顶骨架
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万立方米LNG储罐设计
万立方米LNG储罐设计LNG(Liquefied Natural Gas)储罐是用于储存液化天然气的设备。
液化天然气是将天然气冷却至极低温(-163摄氏度)并加压而变为液态的形式,通过液化可以将天然气体积减小约600倍,便于储存和运输。
1.选址和基础设计:储罐的选址应远离居民区、交通要道等重要场所。
基础设计需要考虑地面承载力、抗震性能等因素。
储罐的基础结构可以采用混凝土或钢筋混凝土材料。
2.储罐结构设计:LNG储罐通常采用双壁结构,即内壁和外壁之间有一定的隔热层。
内壁通常由低温合金钢或不锈钢材料制成,可以承受低温环境和液化天然气的压力。
外壁通常由普通碳钢或钢筋混凝土材料制成,主要用于提供结构强度和抗震性。
3.保温材料:储罐的隔热层需要选择适当的保温材料,以减少热量传导和损失。
常用的保温材料包括硬质聚氨酯泡沫、玻璃棉、岩棉等。
保温材料的设计和铺装需要确保其与罐壁的紧密结合,以防止热量泄漏。
4.安全系统设计:LNG储罐的安全系统设计需要考虑防火、防爆、泄漏报警等方面。
储罐内部需要设置安全阀、液位测量仪、温度传感器等设备,以确保储罐内部压力、液位和温度的安全控制。
5.消防设施:LNG储罐的周围需要设置灭火器、喷淋系统等消防设施,以应对可能发生的火灾事故。
储罐的设计应考虑防火墙的设置,以最大程度地隔离可能的火源。
6.环境保护:LNG储罐的设计还需要考虑环境保护措施,以减少对周围环境的影响。
可以采用储罐蓄热设计、废气收集和处理系统等措施。
总结起来,万立方米LNG储罐的设计需要考虑选址和基础设计、储罐结构设计、保温材料、安全系统设计、消防设施、环境保护等方面。
合理的设计能够确保储罐的安全运行和环境保护,为液化天然气的储存和运输提供有效的保障。
LNG低温储罐的设计及建造技术
LNG 低温储罐的设计及建造技术摘要:LNG是目前被广泛应用的一种清洁能源。
LNG低温储罐是液化天然气存储的主要方式,广泛应用于LNG接收(含码头卸船)、储存、汽化和外输等作业站场,用以保障人们生活与工作的基本需求。
本文主要对LNG低温储罐的设计和罐体建造进行全面分析,并且再技术应用方面进行了探讨。
关键词:LNG;低温储罐设计;罐体建造引言:液化天然气,即LNG,其主要由甲烷组成,可能含有少量的乙烷、丙烷、丁烷、氮或通常存在于天然气中的其他组分的一种在液态状况下的低温无色流体。
LNG低温储罐具有消耗空间小、安全性能优良的显著优势,并且为了更好地满足日益增长的存储要求,生产LNG低温储罐的企业也在不断对储罐进行技术与设备方面的优化。
因此,从LNG低温储罐的结构、设计、材料、抗震等方面入手,分析LNG低温储罐的优化设计及建造方案,是本文重点讨论的内容。
1.LNG低温储罐的结构特点LNG低温储罐一般采用地上式储罐,包含三种结构类型,分别为单容罐、双容罐、全容罐。
LNG低温储罐形式的区分主要依据这些储罐的外罐是否可以储存从内罐泄露出的液态天然气和气态天然气来区分的。
LNG低温储罐分为主容器(钢质)、穹顶空间、次容器(钢质或混凝土),且每个空间的空能都不一样,当然所能保障的储存物质的性能也有所不同。
一般情况下,LNG低温储罐具有优越的储存性能,但需要大量资金投入才能顺利制造生产。
因此,不断改进储罐结构,增大储罐的储存量,以达到提高安全性和降低成本的目的,这也是LNG低温储罐未来发展的方向。
2.LNG低温储罐的设计要求2.1储罐材料耐低温性LNG属于通过低温方式液化后的天然气,通常以液态形式存储于特殊容器中,再经过预处理后才能投入生产使用,所以一般在设置储罐温度时,需要达到适合存储的温度状态,一般选用的是常压储存,罐内温度位维持在-161℃,罐内外温差~200℃,内罐一般选用耐低温性能好的9%镍钢。
另外,为了确保天然气为常压液化形式存储,按照标准EN--14620,选取合适的罐壁厚,并对每层罐壁的厚度进行精确核算。
LNG低温储罐的设计及建造技术初探
除 薄膜 罐之 外 ,在建 造 完成投 入使 用之 前 都要进 行 水压 测 试 ,薄 膜罐会 采用氨 气测 试 ,通过 重复试 验排除 泄漏 的危险 。 在 对外 罐进 行 测试 的时候 ,为了 防止在 测 试过 程 中水渗 入 到底 部 的绝 缘层 可 以事先 准备 好隔 水 设备 。特 别要注 意对 双容 罐 的测 试 ,要 特 别关注 对 内罐和 夹层 注水 时控 制调 节好 水位 ,以免在 内罐 和 环形 空
要 :L N( ; 低 温储罐作为液化天然气储存 、运输过程 中的重要方 式手段 ,其设计 的合理程度 和质量的高低 直接 决定 了液化天然气储运 工作的
完成效 果、液化天然气储 运同管道运输形式相比具有体积 小、便捷 、安全、占用空间小 、投入 少等优 势。因此 ,此项技术在 国内外得到广泛应用 。本 文
对低温 L NG储罐 的设计及建造技 术的发展 态势进行分析 ,顺应发展趋势 ,促进我国 L N G低温储罐向产业化发展 。
关键 词 :L NG低 温储 罐 设计建造 技 术初 探
L N G储罐 的 没计原理 复杂 ,建造 要求 也比较 高 ,一般需要 通过 最 小l 自 i 积原 决定低 温储罐 的结构 构成 。 目前世 界上建造 大型 LNG低温 储 罐最 多的国家 是 日本和 美国 ,截止到 2 0 0 8 年 , 日本 已经拥有超 过二 十 座 大 L NG终端 接收站 。我 园建造大型 液化天 然气低 温储罐 要追 溯 到 世纪九 十年代 ,掌握 L NG储 罐的设 计和建造 核心技 术 ,既可 以
问 内形 成水位 差 ,差生 压强 ,对 罐壁 造 成损坏 。 同样 ,出于对 安全 方 面 的考 虑 ,水 压测 试是 在完 成所 有焊 接 工作之 后 的环 节 ,在 做 完水 压 试验 之后不 可 以在 开展焊 接工作 。 对 水质 的选 择 ,在 水压 测 试 中 ,注 意 选 取测 验 所需 的水 的 质 量 。
LNG低温储罐的设计及建造技术要点分析
22 科技2018年.第8期LNG低温储罐的设计及建造技术要点分析◊海洋石油工程股份有限公司蔡文刚臧颖媛高欣宇天然气消费量近年来显著增加,天然气消费量也成为了全球能源消费结构占比中的重要组成部分。
因此,政府部门也对低温储存设备的设计和建造工作给予了高度重视。
相比于传统的管道运输与天然气压缩,LN G低温储罐所消耗的空间小、安全性能显著,在成本上也可以实现大幅的节约。
本文主要的研究方向为储罐总体结构的设计,并对设 计结果的强度与稳定性进行了研究。
研究内容包括壁厚度、罐底板厚度与底部边缘板的设计。
从其设计技术来看,无论是从经济性还是从安全性都体现了明显的可行性,必然成为未来大型LNG储罐设计技术的发展趋势。
1LNG低温储罐的材料要求LN@天然气经过低温液化后,储存在常压绝热容器 里的液体,使用的时候经过气化,将天然气的温度降到沸点 以下,天然气经过液化,是原体积的1/600。
LNG低温储罐 的设计温度为-165在设计时需要考虑到使用氮气进行冷凝可能产生的温度变化,所以在实际的设计过程中会将温 度控制在-165t;至-196t。
从具体的材料要求来看,首先 要具备足够的耐低温能力。
因为它通过将天然气进行液化,然后采用常压储存,在壁厚度上实现了降低,安全性能得以 保障,因此在耐低温能力上具有一定的要求,一般选择9N i钢。
外部材料则选择钢筋混凝土,抗拉强度要保持在20 kPa以上[1]。
另外,由于LNG低温储罐罐内为低温液体,如 果出现损坏,这些液体在大气中爆炸的可能性较高。
而罐内外的温差接近200亡,所以LN G te温储罐需要有良好的保温 性能和足够的承压能力。
为了防止过度损坏,在施工开始前 还应该进行飾与抗震碰,合麵择舡材料,按照严格 的施工程序保障储罐的垂直度。
9%镍钢强度优势,低温性 能显著的特征,让其成为了越的材料。
2罐体强度2.1水压试验LN G te温储罐作为一种压力容器,需要在正式使用前 先进行水压试验。
LNG低温储罐的设计及建造技术
第33卷第5期袁中立1,闫伦江2(1.中国石油集团工程技术研究院,天津300451;2.中国石油集团工程设计有限责任公司,北京100085)摘要:LNG低温储罐是液化石油天然气储运过程中的重要设施,其建造技术复杂,施工要求严格,在我国工程实例较少。
文章介绍了LNG低温储罐的技术特点、罐体结构以及设计过程中应遵循的规范,阐述了LNG低温储罐在基础、罐壁、罐顶、保温层施工中的技术要求和检验中应注意的事项,对LNG低温储罐的设计施工提出了建议。
关键词:LNG低温储罐;设计;建造中图分类号:TE972文献标识码:A文章编号:1001-2206(2007)05-0019-04LNG低温储罐的设计及建造技术!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!"0引言液化天然气接收终端是LNG重要的工程设施,它承担着接收—储存—蒸发—输送天然气的功能。
一般由专用码头、LNG卸船装置、输送管道、储罐、气化装备等组成,其设计、建造复杂,技术要求严格,一个液化天然气接收终端一般造价在几十亿人民币。
以中国海洋石油总公司建设的福建莆田260万tLNG储罐为例,在总投资62亿元中,2座16万m3的低温储罐占整个接收站投资的1/3。
为了解掌握这项技术,本文简要介绍LNG低温储罐的设计与建造技术,提出我国开展LNG低温储罐的设计与建造的几点建议。
1LNG低温储罐的特殊要求(1)耐低温。
常压下液化天然气的沸点为-160℃。
LNG选择低温常压储存方式,将天然气的温度降到沸点以下,使储液罐的操作压力稍高于常压,与高压常温储存方式相比,可以大大降低罐壁厚度,提高安全性能。
因此,LNG要求储液罐体具有良好的耐低温性能和优异的保冷性能。
(2)安全要求高。
由于罐内储存的是低温液体,储罐一旦出现意外,冷藏的液体会大量挥发,气化量大约是原来冷藏状态下的300倍,在大气中形成会自动引爆的气团。
LNG低温储罐的设计及建造技术初探
LNG低温储罐的设计及建造技术初探摘要:LNG低温储罐作为液化天然气储存、运输过程中的重要方式手段,其设计的合理程度和质量的高低直接决定了液化天然气储运工作的完成效果。
液化天然气储运同管道运输形式相比具有体积小、便捷、安全、占用空间小、投入少等优势。
因此,此项技术在国内外得到广泛应用。
本文对低温LNG储罐的设计及建造技术的发展态势进行分析,顺应发展趋势,促进我国LNG低温储罐向产业化发展。
关键词:LNG低温储罐设计建造技术初探LNG储罐的设计原理复杂,建造要求也比较高,一般需要通过最小面积原理决定低温储罐的结构构成。
目前世界上建造大型LNG低温储罐最多的国家是日本和美国,截止到2008年,日本已经拥有超过二十五座大型LNG终端接收站。
我国建造大型液化天然气低温储罐要追溯到上世纪九十年代,掌握LNG储罐的设计和建造核心技术,既可以节省大量的资源能源,又可以在这项技术上摆脱对日美两国的技术依赖[1]。
一、我国LNG低温储罐的发展现状目前LNG在亚洲的应用量已经超过了60%,随着我国的经济不断腾飞,对天然气的需求也越来越大,依赖性越来越强。
中国液化天然气的进口数量逐年增多,资源紧缺,依赖进口,一定能程度上制约了经济的发展,特别是长三角、珠三角等地。
当前建造的LNG低温储存罐主要可以分为地面储存、地下储存两种,根据对建造的场所以及不同的社会因素和自然因素,两种建造方式优势也各不相同。
地面罐储存采用的比较多,因为地面罐实在地表进行施工,工期短,自然工程项目的投资也会较之地下罐要少一些。
在自然条件允许的情况下,单容罐是最经济便捷安全的选择,双容罐与单容罐的结构相似,工作原理也比较相似。
差别在于双罐的安全距离会比单罐小一些。
地下罐,顾名思义,就是建造过程需要在地下进行。
大量的地下作业会增加施工的难度和资金,同时安全系数也会略有下降。
地下设计常选用圆柱型薄膜罐。
其抗震效果明显,适合在地壳活跃地带,人口稠密地区建造。
大型低温LNG储罐设计与建造技术的新进展
其中双壁绝热平底 L N G 地面储罐最大容积已达 20 × 104 m3 [4] 。另据报道 ,日本正计划在横滨 L N G 厂建造 25 ×104 m3 双壁绝热平底 L N G 地面储罐 。 我国最早建造大型液化气体储罐始于 20 世纪 90 年代中 期 , 广 东 深 圳 2 台 8 ×104 m3 液 化 石 油 气 (L P G) 低温储罐和扬子石化 1 ×104 m3 低温乙烯储罐 即为其中的代表[52 6] 。20 世纪 90 年代末 ,上海建造了 我国 第一 台 2 ×104 m3 低温 L N G 储 罐[7 ] 。2002 ~ 2005 年合肥通用机械研究院等单位承担原国家经贸 委国家“十五”重大技术装备研制项目专题“2 ×104 m3 液化天然气储罐研制”等课题 ,着重对 9 %Ni 钢焊接 、 无损检测和低温绝热材料及结构 、L N G 储存安全等进 行了研究 。 进入 21 世纪以来 ,中国海洋石油总公司 (下称中 海油) 、中国石油天然气集团公司 (下称中石油) 、中国 石油化工集团公司 (下称中石化) 三大集团分别在广 东 、福建 、浙江 、上海 、辽宁 、江苏 、山东等沿海省份建立 或筹划建立大型 L N G 接收终端站 ,其中广东 、福建项 目已建成投产 ,江苏 、辽宁项目正在建设中 ,山东项目 尚在前期规划中 。上述大型 L N G 接收终端站中大型 低温 L N G 储罐建造情况见表 1 。 除上述 L N G 接收终端站外 ,在天然气液化领域 , 新疆广汇集团 、中原油田 、陕北气田等小型天然气液化
注 :大型低温 L N G 储罐一般是指容积在 5 000 m3 以上的储罐 。
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( 5) 抗震性能好。一般建筑物的抗震要求是在
座 16 万 m3 的低温储罐占整个接收站投资的 1 / 3。 规定地震荷载下裂而不倒。为确保储罐在意外荷载
为了解掌握这项技术, 本文简要介绍 LNG 低温储 作用下的安全, 储罐必须具有良好的抗震性能。对
罐的设计与建造技术, 提出我国开展 LNG 低温储 LNG 储 罐 则 要 求 在 规 定 地 震 荷 载 下 不 倒 也 不 裂 。
( 6) 施工要求严格。储罐焊缝必须进行 100%
的温度降到沸点以下, 使储液罐的操作压力稍高于 磁粉检测 (MT) 及 100%真空气密检测 ( VBT) 。要
常压, 与高压常温储存方式相比, 可以大大降低罐 严格选择保冷材料, 施工中应遵循规定的程序。为
壁厚 度 , 提 高 安 全 性 能 。 因 此 , LNG 要 求 储 液 罐 防止混凝土出现裂纹, 均采用后张拉预应力施工,
( 1) 罐顶保冷。内罐罐顶采用悬吊岩棉保冷 层, 该保冷层将罐内空间与罐顶隔开, 减少两者间 的对流, 使蒸发气体交换量降至最低。由于在罐顶 上空相对稳定的气体层形成保冷屏障, 增强了保冷 效果, 所以一般选择玻璃纤维棉作为保冷材料。如 某罐设置了 4 层厚 100 mm、密度 为 16 kg/m3 的 玻 璃纤维棉悬吊于罐顶上。
形成会自动引爆的气团。因此, API、BS 等规范都 2 LNG 低温储罐的设计
要求储罐采用双层壁结构, 运用封拦理念, 在第一 2.1 设计规范
层罐体泄漏时, 第二层罐体可对泄漏液体与蒸发气
目 前 我 国 与 之 相 关 的 设 计 规 范 有 GB 50028-
实现完全封拦, 确保储存安全。
1993 《城 镇 燃 气 设 计 规 范 》; GB 50183- 2004 《石
有较好机械性能的钢板焊接而成, 一般选用 A537 2 级、A516 Gr. 60、Gr18Ni9、ASME 的 304 等特种 钢材。如某罐内罐底板和环板选用厚 16 mm、材质 为 A537 CL2 的钢板, 其余板则可选用厚 6.35 mm、 材质为 A537 CL1 的钢板。 2.2.2 保冷层
罐、气化装备等组成, 其设计、建造复杂, 技术要 有良好的保冷性能, 在内罐和外罐之间填充高性能
求严格, 一个液化天然气接收终端一般造价在几十 的保冷材料。罐底保冷材料还要有足够的承压性
亿人民币。以中国海洋石油总公司建设的福建莆田 能。
260 万 t LNG 储 罐 为 例 , 在 总 投 资 62 亿 元 中 , 2
罐顶由预应力钢筋混凝土及罐顶衬板构成。外 罐顶和罐壁要能承受气体意外泄漏造成的内压力, 罐顶还应具备外部意外物体冲击的能力。因此, 钢 筋混凝土要同时具备足够的抗压、抗拉强度, 如有 的罐顶厚度达 0.6 m。为使混凝土罐与外衬罐连接 牢固, 绑扎钢筋时要预留焊钉, 如某罐焊钉数量达 3 万多个。在进行罐顶混凝土浇注时, 为避免一次 浇注超出罐顶负荷, 可分二次进行浇注。图 3 为某 罐罐顶施工。
图 1 为 LNG 低温储罐的构造示意, 以预应力 混凝土 + 金属罐双重封拦设计为例, 罐壁包括低 温钢内壁、聚氨酯保冷层和贴有较薄低温钢板的预 应力混凝土外壁。
外罐顶 保冷层 悬顶
承压钢制外罐 9 镍钢储液内罐 9 镍钢内罐底 钢制外罐底
图 1 LNG 低温储罐的构造示意
2.2.1 内罐壁 内罐壁是低温储罐的主要构件, 由耐低温、具
预应力混凝土外壁
聚氨酯保冷材料
低温钢内壁
低温钢罐底
珍珠岩混凝土 发泡玻璃
防潮材料 混凝土
图 2 LNG 低温储罐保冷结构
2.2.3 混凝土外罐 混凝土外罐壁、外罐顶由预应力钢筋混凝土及
耐 低 温 钢 衬 板 构 成 。 混 凝 土 强 度 应≥25 MPa。 外 罐顶和罐壁要能承受气体意外泄漏产生的内压力, 因此, 钢筋混凝土要具备足够的抗拉强度。对于大 型储罐, 为使预应力混凝土罐壁均衡受力, 可采用 等强不等厚或等厚不等强的设计方法。 3 LNG 低温储罐的施工 3.1 基础施工
( 3) 材料特殊。内罐壁要求耐低温, 一般选用 油天然气工程设计防火规范》等, 但尚无 LNG 专
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石油工程建设
2007 年 10 月
用设计规范。国外 LNG 的专用规范有: API 620 规 范, 美国 NFPA- 59A 《液化天然气生产、储存和装 卸》, 英国 BS 7777 标准。上述规范对低温储罐的 设计做出了规定, 对特定部位材质选用和焊接规定 了具体的要求。根据位置与作用定义出主要构件和 次要构件。英国标准 BS 7777 针对低温储罐做了更 详尽的叙述, 提出了低温储罐的三种设计模式: 单 层封拦设计、双重封拦设计和完全封拦设计。目前 工程上常采用双重封拦设计。双重封拦设计是指内 罐及外罐均具有承装冷液的功能, 在正常情况下冷 液体储存在内罐, 当内罐发生泄漏时, 外罐能起到 拦截、储存冷液的作用, 但不能抑制因泄漏而产生 的气体蒸发。 2.2 低温储罐的主要构造
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摘 要: LNG 低温储罐是液化石油天然气储运过程中的重要设施, 其建造技术复杂, 施工要求 严格, 在我国工程实例较少。文章介绍了 LNG 低温储罐的技术特点、罐体结构以及设计过程中 应遵循的规范, 阐述了 LNG 低温储罐在基础、罐壁、罐顶、保温层施工中的技术要求和检验中 应注意的事项, 对 LNG 低温储罐的设计施工提出了建议。 关键词: LNG 低温储罐; 设计; 建造 中图分类号: TE972 文献标识码: A 文章编号: 1001- 2206 ( 2007) 05- 0019- 04
( 3) 罐底保冷。罐底保冷比较复杂, 除了钢板 下喷涂聚氨酯泡沫外, 还要设计防水结构。图 2 是 某 罐 罐 底 的 保 冷 结 构 , 包 括 65 mm 厚 的 垫 层 , 60 mm 厚 的 密 实 混 凝 土 , 2 mm 厚 的 防 水 油 毡 , 2 层各 100 mm 厚的发泡玻璃, 最后用 70 mm 厚混凝 土覆盖, 以保护外罐混凝土不受过低温度的影响。
( 1) 罐壁保冷。外罐衬板内侧喷涂聚氨酯泡沫, 一 般 要 求 聚 氨 酯 泡 沫 导 热 系 数 ≤0.03 W/( m·K) , 密度 40 ~60 kg/m3, 厚度 150 mm 左右。
( 2) 罐顶保冷。内罐顶采用悬吊式岩棉保冷 层, 如某罐罐顶设置了 4 层玻璃纤维保冷层, 每层 厚 100 mm, 玻 璃 纤 维 棉 的 密 度 为 16 kg/m3、 导 热 系数为 0.04 W/( m·K) 。
罐壁采用预应力滑模施工工艺, 滑模爬升过程 中需预埋垂直预应力套管及水平预应力套管, 垂直
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第 33 卷第 5 期
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预应力系统为碳钢套筒, 水平预应力系统为镀锌半 硬式涡卷型套管, 各套管衔接以热收缩套粘合。罐 壁浇注完工后进行钢索穿索作业, 一般用油压机具 施 加 预 应 力 , 吹 顶 前 应 至 少 施 加 完 成 70%设 计 预 应力强度。 3.3 罐顶施工
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( 1. 中国石油集团工程技术研究院, 天津 300451; 2. 中国石油集团工程设计有限责任公司, 北京 100085)
( 2) 罐壁保冷。罐壁保冷是在外罐衬板内侧喷 涂聚氨酯泡沫。采用半自动聚氨酯泡沫喷涂机进行 喷涂, 施工中要使泡沫保持较高密度和均匀性, 以 保证保冷层的平整。现场发泡施工中须对每批次的 聚氨酯泡沫取样, 进行材质检测, 包括导热性能、 密度及抗压性能。
( 3) 罐底保冷。因罐底需承受储存液体的压 力, 所以除了考虑传热系数外, 还需考虑材质的抗 压强度。聚氨酯 泡 沫 的 抗 压 强 度≥0.2 MPa, 并 选 择抗压强度更高的发泡玻璃 ( 0.7 MPa) , 以增加保 冷 效 果 。 如 某 罐 由 上 向 下 依 次 有 10 层 : PE 布 、
( 2) 基础施工。为使基础具备良好的整体性, 钢筋混凝土底板要有足够厚度。如某低温储罐基础 在桩上设计的钢筋混凝土底板厚度为 1.6 m, 混凝 土强度为 25 MPa。为防止大体积 混 凝 土 因 水 化 反 应的热应力产生裂缝, 施工中采用分层连续浇注和 由外向内顺序浇注的方法。 3.2 罐壁预应力施工
( 2) 外罐环板组焊。用临时固定夹具固定环 板, 确保焊接时其曲率与混凝土罐一致。
( 3) 外罐顶与通气管。因外罐顶不会接触到低 温液体, 按 API 620 归类属于次要构件, 可选用碳 钢材料。通气管嘴均可穿越罐顶, 以悬吊方式固定 在罐顶, 不需另设其他伸缩接头, 这样内罐蒸气可 以自由地流通到内外罐间的环带区域, 储罐在使用 状态下, 环带区域将充满气体, 且具有与内罐相同 的压力。 3.5 内罐施工
体具有良好的耐低温性能和优异的保冷性能。
对罐壁垂直度控制十分严格。混凝土外罐顶应具备
( 2) 安全要求高。由于罐内储存的是低温液 较高的抗压、抗拉能力, 能抵御一般坠落物的击