液化天然气储罐形式和选型.doc
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液化天然气储罐形式和选型
LNG储存是LNG工业链中的重要一环。LNG储罐虽然只是LNG工业链中的一种单元设备,但是由于它不仅是连接上游生产和下游用户的重要设备,而且大型储罐对于液化工厂或接收站来说,占有很高的投资比例,因而世界各国都非常重视大型LNG储罐的设计和建造。随着全球范围天然气利用的不断增长和储罐建造技术的发展,LNG储罐大型化的趋势越发明显,单罐容量20×104m3储罐的建造技术已经成熟,最大的地下储罐已达到25×104m3容量。
由于LNG具有可燃性和超低温性(-162℃),因而对LNG储罐有很高的要求。储罐在常压下储存LNG,罐内压力一般为3.4~30kPa,储罐的日蒸发量一般要求控制在0.04%~0.2%。为了安全目的,储罐必须防止泄漏。
一、LNG储罐形式
低温常压液化天然气按储罐的设置方式及结构形式可分为:地下罐及地上罐。地下罐主要有埋置式和池内式;地上罐有球形罐、单容罐、双容罐、全容罐及膜式罐。其中单容罐、双容罐及全容罐均为双层罐(即由内罐和外罐组成,在内外罐间充填有保冷材料)。
(一) 地下储罐
如图4-1所示,除罐顶外,地下储罐内储存的LNG的最高液面在地面以下,罐体坐落在不透水稳定的地层上。为防止周围土壤冻结;在罐底和罐壁设置加热器。有的储罐周围留有1m厚的冻结土,以提高土
壤的强度和水密性。
LNG地下储罐采用圆柱形金属罐,外面有钢筋混凝土外罐,能承受自重、液压、地下水压、罐顶、温度、地震等载荷。内罐采用金属薄膜,紧贴在罐体内部,金属薄膜在-162℃时具有液密性和气密性,能承受LNG进出肘产生的液压、气压和温度的变动,同时还具有充分的疲劳强度,通常制成波纹状。
日本川崎重工业公司为东京煤气公司建造了目前世界上最大的LNG 地下储罐。其容量为14×104m3,储罐直径64m,高60m,液面高度44m,外壁为3m厚的钢筋混凝土,内衬200m厚的聚氨酯泡沫隔热材料,内壁紧贴耐-162℃的川崎不锈钢薄膜,罐底为7.4m厚的钢筋混凝土。
地下储罐比地上储罐具有更好的抗震性和安全性,不易受到空中物体的碰击,不会受到风载的影响,也不会影响人员的视线,不会泄漏,安全性高。但是地下储罐的罐底应位于地下水位以上,事先需要进行详细的地质勘察,以确定是否可采用地下储罐这种形式。地下储罐的施工周期较长,投资较高。
(二) 地上储罐
目前世界上LNG储罐应用最为广泛的是金属材料地面圆柱形双层壁储罐。LNG地上储罐分为以下五种形式: