3万立方米 LNG储罐、贮罐知识简介培训课件.解析
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材料选用
牌号 16MnDR
钢板厚度
6~36636 36~100
最低试验温度 /℃
一40 一30
ASMESectionⅡ SA553(Ty
partA
peⅠ,Type －196
2001Ed+2001Ad Ⅱ),SA645
执行标准 GB3531-1996
镍系低温钢
LNG领跑者(www.lng123.com) 邀您打造中国最权威、最专业的液化天然气行业技术论坛
ф41500mm
1.0mm 31.25KPa 16MnDR
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储罐组成
内罐、外罐套装组成： 在两层底板间设有泡沫玻璃保温层 内壁外设有玻璃纤维保温层 两层壁板间填充珍珠岩粉末 顶板间铺有玻璃纤维毡保温层。
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★ 玻璃纤维毡（Fiberglass blanket）：比重32 kg/m3， 热导率0.038Ｗ/ｍ·Ｋ，使用温度－230℃，不含可燃物。
★珍珠岩混凝土（Perlite concrete black）：比重500～ 1000 kg/m3，使用温度－273～200℃，抗压强度1.5～ 8.5MPa，热导率0.12～0.25Ｗ/ｍ·Ｋ。
◆储罐外壳的底部应在地下水层之上，或应永远防 止其与地下水接触。与储罐外壳的底部接触的材 料，应能最大限度地减少腐蚀。
◆当储罐外壳与土壤接触时，应使用一个加热系统， 用来防止与外壳接触的土壤温度低于0℃。
◆ 贮罐基础电加热器73E01A/B/C/D/E/F/G，功率 50kw。
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常压储存
常压储存适用于LNG的大量储存，使用的 是常压储罐。其储存特点为： ●储罐的容积一般较大，结构简单，
●承压能力较低，蒸发率较高。
●常压储罐的无损(憋压)储存时间较短。
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★聚氨酯发泡料（Polyurethane Foam）为双组分，不 含CFC，不破坏大气臭氧层，属环保型产品。Ａ组原料 含多元醇、氨活化剂、阻燃剂。Ｂ组分为异氰酸酯。发 泡剂为CO2。混合比例Ａ∶Ｂ=1∶1.3（ｍ/ｍ）。泡沫 容重45±2 kg/m3，起泡时间32±2ｓ，乳化时间 115±10ｓ，凝胶时间148±13ｓ，收缩率<5%，气泡闭 孔率>85%。
松散珍珠岩侧壁保冷层主要问题
1）设备降温后，内罐收缩使得罐侧壁的上部分及顶的边缘 区域填充的珍珠岩不足； 2）二次填充量很大，填充时间较长；致使内外罐间进入大 量的空气，空气中的水分在两罐之间的空间内冷凝下来， 加剧了设备的腐蚀， 3）珍珠岩受潮热导率变大，使操作期间冷藏液的蒸发量增 加，导致冰机的负荷加大，操作成本增加。
内罐既要承受介质的工作压力,又要承受 LNG的低温,要求内罐材料必须具有良好的 低温综合机械性能,尤其要具有良好的低温 韧性, 因此内罐材料采用0Cr18Ni9,相当于 ASME (美国机械工程师协会)标准的304。
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安全性
◆爆炸极限的比例范围比较窄（5～15％），城市 煤气的爆炸极限（5.3～32%）；爆炸下限明显高 于其它燃料，煤油为0.7％，汽油为1.4%。
◆常温下气体密度小于空气的密度，易扩散; ◆ 泄漏造成低温灼伤。
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注意：
填装罐顶或罐壁的松散珍珠岩，都必须在干燥晴朗的白 天进行，不得在雨天或潮湿的天气里施工，每天工作结 束后封闭所有通向内外罐间的开孔，防止水分进入。填 装时保持珍珠岩干燥。
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例如：
一个直径大约为20m的容器从室温冷却到 －100℃时，将要收缩l00mm左右，这样大 的收缩量不但使内容器受到很大的压力， 而且由于上部珍珠岩下沉和下部珍珠岩被 压碎，绝热性能很快会恶化。
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常用低温绝热材料的安全性
材料
防毒性 防火性
粒状软木
差
差
聚胺酯
好
*
差
珍珠岩
好
好
**
好
好
玻*璃有阻纤燃维物时能自动灭火。
**绝热材料外围具有防潮层。
强度 需支承
好
相对成本 1 1.5
需支承
4
需支承
1
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充装容积
◆储罐充装完成后，罐内压力可能低于最大允许工 作压力。但随着液体温度升高后，液体发生膨胀， 压力上升至最大允许工作压力。
◆操作人员应按操作要求限制充装量以避免发生此
类膨胀时形成充装过量。
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土壤防冻
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内罐结构
◆罐体高度26280mm
◆内罐只承受液体压力，罐体厚度根据内 罐受力情况进行分段设计，共分为9个筒 节
◆筒节采用钢板拼焊而成，每节高度为 2920mm，长度为10341mm。
二、 LNG贮罐结构
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主要技术参数
贮罐型式 工作压力 设计压力 设计温度 罐内介质 设计密度
有效容积
内罐 吊顶式单包容罐
-165165℃/+38℃ 液化天然气(LNG)
3
470Kg/m
3
30000m
外罐
15KPa 25KPa/-0.5KPa -3939℃/＋65℃ 天然气+绝热材料
解决方法
在双层低温罐内罐的外壁增加一层大约30cm厚的玻璃纤维 毡或类似的弹性保温毡，其在松散珍珠岩侧压力的作用下 被压缩，内罐降温收缩时，弹性保温毡回弹，补偿罐的收 缩量，减少或免除二次填充。同时，所敷设的弹性保温材 料可以减小由于多次冷却和复热循环而致的珠光砂压缩应 力。
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低温性
LNG为低温深冷介质，储存设备及相关设备 设施要具备可靠的耐低温深冷性能。特别 是储存设备应至少满足耐低温-162℃以下， 第一次投用前要用- 196 ℃的液氮对储罐 进行预冷应达到-196℃。
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材质要求
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3万m 3LNG贮罐简介
汇报标题
（方正大标，48号）
新疆吉木乃广汇液化天然气发展有限责任公司 二〇一一年八月三十日
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LNG领跑者(www.lng123.com)各邀您种打低造中温国绝最权热威类、最型专的业的原液化理天然气行业技术论坛
序 类型 号
原理
性能Ｗ/(ｍ·Ｋ)
1wk.baidu.com
堆积绝热
利用热导率小的材料包覆在被绝 热体的表面上达到绝热目的。
纤维类0.0035～005粉末类 0.0185～0.064泡沫类 0.028～0.064
LNG品质高
LNG储存温度为-162 ℃，为了避免原料气中的
H2S、CO2、H2O、重烃等在低温下冻结而堵塞设备 和管路，因而，在液化之前必须将这些组分脱除。
项目
LNG
NG
CO2/%
-３
H2S／mg.m
-6
≤3.0
(50~100)×10
3.5
≤6.0
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主要内容
1. LNG储存特点及方法 2. LNG贮罐结构 3. LNG贮罐附属设备 4. LNG贮罐的安全运行
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一、LNG储存特点及方法
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选用9％Ni钢的原因
★ 在－196℃有优异的强韧性，生产和制造工艺良好，
★ 有好的焊接性能
★ 与具有优良性能的不锈钢相比，合金含量少，价格 便宜，能大量供应，
★ 与铝合金(LF5)相比，铝合金的许用应力和密度大约 是9%Ni钢的1/3，铝制容器的壳体要比9％Ni钢壳体 厚。总重量基本相等。但由于铝壳体较厚，随着铝 合金厚度的增加，加工与焊接的费用也随之增加。
★ 铝合金的热膨胀率大约是9％Ni钢的2.5倍，因此， 由于冷却收缩所引起的内筒体相对于外壳体的移动 对弹性补偿装置和加强装置会有更高的要求。
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接管设计
开设在储罐内罐上的接管口有: 上进液口、下进液口、出液口、气相口、 测满口、上液位计口、下液位计口、人孔 等40个接管口。内罐上的接管材质都为 0Crl8Ni9。
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主要技术参数
内直径 设计液位高度 腐蚀裕量 强度试验
主体材质 日蒸发率 设计地震烈度 设备总高
ф39500mm 25300mm
0 18600mmHO
2
9Ni ≤0.08%/d(LNG) 麦氏7度 ~36000mm
高压储存
高压储存适用于LNG的少量储存，使用 的是高压储罐。其储存特点为： ●储罐容积较小
●承压能力较高 ●使用真空隔热结构，隔热性能较好，所以罐内 LNG的蒸发率较低。
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2 高真空绝热 绝热空间抽成高真空后消除气体 残余气体导热量约为0.1～0.2
2
Ｗ/ｍ(300Ｋ～77Ｋ)
3
真空粉末 (纤维)绝热
利用热导率很低的粉末或纤维充 填在不高的真空下,即可消除气 10～10 体对流传热。
-3-2
4
高真空多层 绝热
利用在真空下气体传热甚低的情 况,采用多层反射屏减少辐射传 热,达到高效绝热的目的。
10～10
-5-6
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绝热材料选取
★ 发泡玻璃砖（Foam glass）：主要成分为铝硅等无机 化合物。不含胶粘剂、不燃烧。使用温度范围－260℃～ 430℃，热导率0.044Ｗ/ｍ·Ｋ时，抗压强度10MPa，比 重130kg/m3，膨胀系数9×10-6Ｋ-1，规格 457×610×75ｍｍ。 ★保冷砂（Silicate sand）：不含有机物，无盐份，粒 径≤1ｍｍ，且>0.10ｍｍ，总溶解物不大于0.01%，其 中Cl－<1.2×10-3%，Ca2+<1.1×10-3%， Na2CO3≤2.0×10-3%。
分层与涡旋预防
所有液化天然气储罐应能在顶部和底部充 灌调节，除非有其它手段能用来防止分层 现象的出现，进而防止LNG涡旋事故的发 生。
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液化天然气储存方法
◆根据储存压力进行分类，常规的储 存方法有两种：
★常压储存 ★高压储存。
牌号 16MnDR
钢板厚度
6~36636 36~100
最低试验温度 /℃
一40 一30
ASMESectionⅡ SA553(Ty
partA
peⅠ,Type －196
2001Ed+2001Ad Ⅱ),SA645
执行标准 GB3531-1996
镍系低温钢
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ф41500mm
1.0mm 31.25KPa 16MnDR
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储罐组成
内罐、外罐套装组成： 在两层底板间设有泡沫玻璃保温层 内壁外设有玻璃纤维保温层 两层壁板间填充珍珠岩粉末 顶板间铺有玻璃纤维毡保温层。
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★ 玻璃纤维毡（Fiberglass blanket）：比重32 kg/m3， 热导率0.038Ｗ/ｍ·Ｋ，使用温度－230℃，不含可燃物。
★珍珠岩混凝土（Perlite concrete black）：比重500～ 1000 kg/m3，使用温度－273～200℃，抗压强度1.5～ 8.5MPa，热导率0.12～0.25Ｗ/ｍ·Ｋ。
◆储罐外壳的底部应在地下水层之上，或应永远防 止其与地下水接触。与储罐外壳的底部接触的材 料，应能最大限度地减少腐蚀。
◆当储罐外壳与土壤接触时，应使用一个加热系统， 用来防止与外壳接触的土壤温度低于0℃。
◆ 贮罐基础电加热器73E01A/B/C/D/E/F/G，功率 50kw。
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常压储存
常压储存适用于LNG的大量储存，使用的 是常压储罐。其储存特点为： ●储罐的容积一般较大，结构简单，
●承压能力较低，蒸发率较高。
●常压储罐的无损(憋压)储存时间较短。
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★聚氨酯发泡料（Polyurethane Foam）为双组分，不 含CFC，不破坏大气臭氧层，属环保型产品。Ａ组原料 含多元醇、氨活化剂、阻燃剂。Ｂ组分为异氰酸酯。发 泡剂为CO2。混合比例Ａ∶Ｂ=1∶1.3（ｍ/ｍ）。泡沫 容重45±2 kg/m3，起泡时间32±2ｓ，乳化时间 115±10ｓ，凝胶时间148±13ｓ，收缩率<5%，气泡闭 孔率>85%。
松散珍珠岩侧壁保冷层主要问题
1）设备降温后，内罐收缩使得罐侧壁的上部分及顶的边缘 区域填充的珍珠岩不足； 2）二次填充量很大，填充时间较长；致使内外罐间进入大 量的空气，空气中的水分在两罐之间的空间内冷凝下来， 加剧了设备的腐蚀， 3）珍珠岩受潮热导率变大，使操作期间冷藏液的蒸发量增 加，导致冰机的负荷加大，操作成本增加。
内罐既要承受介质的工作压力,又要承受 LNG的低温,要求内罐材料必须具有良好的 低温综合机械性能,尤其要具有良好的低温 韧性, 因此内罐材料采用0Cr18Ni9,相当于 ASME (美国机械工程师协会)标准的304。
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安全性
◆爆炸极限的比例范围比较窄（5～15％），城市 煤气的爆炸极限（5.3～32%）；爆炸下限明显高 于其它燃料，煤油为0.7％，汽油为1.4%。
◆常温下气体密度小于空气的密度，易扩散; ◆ 泄漏造成低温灼伤。
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注意：
填装罐顶或罐壁的松散珍珠岩，都必须在干燥晴朗的白 天进行，不得在雨天或潮湿的天气里施工，每天工作结 束后封闭所有通向内外罐间的开孔，防止水分进入。填 装时保持珍珠岩干燥。
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例如：
一个直径大约为20m的容器从室温冷却到 －100℃时，将要收缩l00mm左右，这样大 的收缩量不但使内容器受到很大的压力， 而且由于上部珍珠岩下沉和下部珍珠岩被 压碎，绝热性能很快会恶化。
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常用低温绝热材料的安全性
材料
防毒性 防火性
粒状软木
差
差
聚胺酯
好
*
差
珍珠岩
好
好
**
好
好
玻*璃有阻纤燃维物时能自动灭火。
**绝热材料外围具有防潮层。
强度 需支承
好
相对成本 1 1.5
需支承
4
需支承
1
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充装容积
◆储罐充装完成后，罐内压力可能低于最大允许工 作压力。但随着液体温度升高后，液体发生膨胀， 压力上升至最大允许工作压力。
◆操作人员应按操作要求限制充装量以避免发生此
类膨胀时形成充装过量。
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土壤防冻
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内罐结构
◆罐体高度26280mm
◆内罐只承受液体压力，罐体厚度根据内 罐受力情况进行分段设计，共分为9个筒 节
◆筒节采用钢板拼焊而成，每节高度为 2920mm，长度为10341mm。
二、 LNG贮罐结构
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主要技术参数
贮罐型式 工作压力 设计压力 设计温度 罐内介质 设计密度
有效容积
内罐 吊顶式单包容罐
-165165℃/+38℃ 液化天然气(LNG)
3
470Kg/m
3
30000m
外罐
15KPa 25KPa/-0.5KPa -3939℃/＋65℃ 天然气+绝热材料
解决方法
在双层低温罐内罐的外壁增加一层大约30cm厚的玻璃纤维 毡或类似的弹性保温毡，其在松散珍珠岩侧压力的作用下 被压缩，内罐降温收缩时，弹性保温毡回弹，补偿罐的收 缩量，减少或免除二次填充。同时，所敷设的弹性保温材 料可以减小由于多次冷却和复热循环而致的珠光砂压缩应 力。
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低温性
LNG为低温深冷介质，储存设备及相关设备 设施要具备可靠的耐低温深冷性能。特别 是储存设备应至少满足耐低温-162℃以下， 第一次投用前要用- 196 ℃的液氮对储罐 进行预冷应达到-196℃。
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材质要求
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3万m 3LNG贮罐简介
汇报标题
（方正大标，48号）
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序 类型 号
原理
性能Ｗ/(ｍ·Ｋ)
1wk.baidu.com
堆积绝热
利用热导率小的材料包覆在被绝 热体的表面上达到绝热目的。
纤维类0.0035～005粉末类 0.0185～0.064泡沫类 0.028～0.064
LNG品质高
LNG储存温度为-162 ℃，为了避免原料气中的
H2S、CO2、H2O、重烃等在低温下冻结而堵塞设备 和管路，因而，在液化之前必须将这些组分脱除。
项目
LNG
NG
CO2/%
-３
H2S／mg.m
-6
≤3.0
(50~100)×10
3.5
≤6.0
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主要内容
1. LNG储存特点及方法 2. LNG贮罐结构 3. LNG贮罐附属设备 4. LNG贮罐的安全运行
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一、LNG储存特点及方法
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选用9％Ni钢的原因
★ 在－196℃有优异的强韧性，生产和制造工艺良好，
★ 有好的焊接性能
★ 与具有优良性能的不锈钢相比，合金含量少，价格 便宜，能大量供应，
★ 与铝合金(LF5)相比，铝合金的许用应力和密度大约 是9%Ni钢的1/3，铝制容器的壳体要比9％Ni钢壳体 厚。总重量基本相等。但由于铝壳体较厚，随着铝 合金厚度的增加，加工与焊接的费用也随之增加。
★ 铝合金的热膨胀率大约是9％Ni钢的2.5倍，因此， 由于冷却收缩所引起的内筒体相对于外壳体的移动 对弹性补偿装置和加强装置会有更高的要求。
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接管设计
开设在储罐内罐上的接管口有: 上进液口、下进液口、出液口、气相口、 测满口、上液位计口、下液位计口、人孔 等40个接管口。内罐上的接管材质都为 0Crl8Ni9。
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主要技术参数
内直径 设计液位高度 腐蚀裕量 强度试验
主体材质 日蒸发率 设计地震烈度 设备总高
ф39500mm 25300mm
0 18600mmHO
2
9Ni ≤0.08%/d(LNG) 麦氏7度 ~36000mm
高压储存
高压储存适用于LNG的少量储存，使用 的是高压储罐。其储存特点为： ●储罐容积较小
●承压能力较高 ●使用真空隔热结构，隔热性能较好，所以罐内 LNG的蒸发率较低。
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2 高真空绝热 绝热空间抽成高真空后消除气体 残余气体导热量约为0.1～0.2
2
Ｗ/ｍ(300Ｋ～77Ｋ)
3
真空粉末 (纤维)绝热
利用热导率很低的粉末或纤维充 填在不高的真空下,即可消除气 10～10 体对流传热。
-3-2
4
高真空多层 绝热
利用在真空下气体传热甚低的情 况,采用多层反射屏减少辐射传 热,达到高效绝热的目的。
10～10
-5-6
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绝热材料选取
★ 发泡玻璃砖（Foam glass）：主要成分为铝硅等无机 化合物。不含胶粘剂、不燃烧。使用温度范围－260℃～ 430℃，热导率0.044Ｗ/ｍ·Ｋ时，抗压强度10MPa，比 重130kg/m3，膨胀系数9×10-6Ｋ-1，规格 457×610×75ｍｍ。 ★保冷砂（Silicate sand）：不含有机物，无盐份，粒 径≤1ｍｍ，且>0.10ｍｍ，总溶解物不大于0.01%，其 中Cl－<1.2×10-3%，Ca2+<1.1×10-3%， Na2CO3≤2.0×10-3%。
分层与涡旋预防
所有液化天然气储罐应能在顶部和底部充 灌调节，除非有其它手段能用来防止分层 现象的出现，进而防止LNG涡旋事故的发 生。
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液化天然气储存方法
◆根据储存压力进行分类，常规的储 存方法有两种：
★常压储存 ★高压储存。