万m3LNG贮罐简介

~36000 mm
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。
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。
➢底部：绝热材料为混凝土和泡沫玻璃砖， 厚度为690mm；
罐壁保温层结构
内罐外壁为一层厚度为150mm 的弹性毡垫衬，以补偿由于内 罐温度变化引起的伸缩，避免 对保温材料膨胀珍珠岩的冲击 和压缩；弹性毡垫衬外包一层 外壁板 具有高伸缩性能的铝箔。然后 用聚丙烯包扎绳扎紧。
膨胀珍珠岩 弹性包层 （铝箔）
★ 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。
➢保温层材料为玻璃纤维毡，玻璃纤维毡由 一层厚5mm的铝合金板支撑，隔开罐内 低温区与上部蒸发气体区。
筒节厚度表（表中数据为从下至上）
筒节号 1 2 3 4～9 厚度/mm 12.0 10.1 9.0 8.0
◆刚度条件
顶部加强采用环板加 支撑板的组合加强结 构，钢板为38mm厚
罐体内壁
中部8、7、5、3层加强采用环 板加强结构 ，环板长度230mm ，厚度分别为22mm、18mm 、16mm
◆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。
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。
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
25 KPa/-0.5 KPa -39 ℃ /＋65 ℃ 天然气+绝热材料
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
主要技术参数
ф39500 mm
ф41500 mm
25300 mm
0
1.0 mm
18600 mmH2O 9Ni
31.25KPa 16MnDR
≤0.08%/d (LNG) 麦氏 7度
贮罐结构形式
➢本贮罐为立式圆筒形、双层壁、平底、自 支承吊顶结构；
➢内罐为一个相对密闭的空间，内罐和外罐 的气相部分相互连通；
➢气相空间的压力由外罐承受；
内罐结构
➢内罐由底板、筒体、吊顶和加强部件组成 ；
➢内罐顶部的吊顶，由罐顶的吊杆支撑。吊 顶材料通常为铝、不锈钢或9％镍钢。
➢内罐采用9Ni钢制造，内罐自支撑地着落 在由泡沫玻璃砖和珠光砂混凝土构成的底 部绝热层上，可以自由收缩；
➢外罐主体部分采用低合金钢（16MnDR） 制造，整体着落在基础平台上，通过足够 的锚固件和基础牢固地连接为一体；
➢ 120个预埋在砼圈梁中（深600mm）的 锚固板固定。
外罐结构
➢整个贮罐的压力载荷由外罐承受，外罐同 时承受地震载荷和风载荷；
➢ 顶盖由瓜瓣、加强筋、承压环组成。
储罐的施工步骤- 外罐
弹性体 垫衬 包扎绳
内壁 1000
罐底结构Hale Waihona Puke Baidu
干沙找平层 内罐底板
◆中心板厚6mm； ◆泡沫玻璃砖
（四层，每层厚度25mm） ◆混凝土找平层（100mm ）
◆干沙找平层（65mm） ， 主要用于调整厚度及应力。
691
泡沫玻璃砖
混凝土找平层
外罐底板
外罐结构
➢外罐由顶盖、外筒体、外底板、基础锚固 件等构成；
●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。
二、 LNG贮罐结构
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
主要技术参数
内罐
外罐
吊顶式单包容罐
15 KPa
-165 ℃/+38 ℃ 液化天然气 (LNG)
470 Kg/m3 30000 m3
内罐结构
➢内罐吊顶与筒体之间并不完全封闭，其气 相空间与外罐相通，故内罐不承受压力载 荷；
➢内罐筒体外侧设置缓冲层，以利筒体在温 差变化时在径向方向自由伸缩，缓冲层采 用玻璃纤维毯。
➢内罐由60个预埋在砼圈梁中（深600mm ）的锚固板固定。
悬吊顶结构
➢顶部吊顶共有￠8mm铝合金制作的吊杆 245个，将内罐顶板与外罐拱顶连接。
10-5～10-6
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%。
2
高真空绝热
绝热空间抽成高真空后消除气体 对流传热和大幅度减少气体导热 。
残余气体导热量约为0.1～0.2 Ｗ/ｍ2(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 体对流传热。
10-3～10-2
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。
★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±10 ｓ，凝胶时间148±13ｓ，收缩率<5%，气泡闭孔率 >85%。
罐基础验收→外罐底板组对焊接→外罐第九节壁板组对焊接( 搭设拱顶安装架台) →安装焊接抗压圈和抗压杆→组装外罐 拱顶→提升、组对外罐第n节壁板组对焊接…到第一节→设置 第1个临时门 →内罐施工…
储罐的施工步骤- 内罐
内罐底砼找平→砼环梁→罐底环板组焊→第9层壁板组焊 →…第1层壁板组焊→开临时门→内罐管线、附件安装 →封临时门→水压试验→环形空间氮气管线安装→空气 干燥→气压试验→焊内罐锚固带→内罐壁保冷→悬顶保 冷→填充珍珠岩→氮气转换→封外罐门→焊外罐锚固带 →安装仪表→安装潜液泵→罐体建造结束
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。
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。
罐底保冷结构
★底部保冷结构包括两部分 1）罐底环板下的保冷支承圈梁。这部分要有较高的抗压强 度及较低的热导率。 2）罐底中心板下的保冷层。这部分结构变化较多，只要满 足保冷要求及有一定的强度即可。
绝热层
➢顶部：绝热材料为玻璃纤维，厚度为 800mm；
➢夹层：绝热材料为玻璃纤维毯和珠光砂， 总厚度为1000mm（其中玻璃纤维毯150 mm）；
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。
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%。
★ 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。
内壁顶部 加强结构
中部加强结构
φ39500
储罐内罐保冷结构
◆ 顶部保冷层
对于吊顶结构罐，内罐呈敞口状，在内罐上 方悬吊着一个平顶板，用来支撑绝热材料， 并将下面的低温区与上面的室温蒸汽空间相 分隔。为了减轻悬吊顶板的负荷，采用的绝 热材料应考虑悬吊顶板的承重能力。通常选 用玻璃纤维毡。
玻璃纤维毡
铝箔 3.5mm
◆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。
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。
液化天然气储存方法
执行标准
一40 一30
GB3531-1996
ASME SectionⅡ part A
2001Ed+2001Ad
SA553(Ty peⅠ,Type Ⅱ),SA645
－196
镍系低温钢
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，
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。
各种低温绝热类型的原理
序 号
类
型
原理
性 能 Ｗ/(ｍ·Ｋ)
1
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. 035～0 05粉末类 0.0185～0.064泡沫类 0.028～0.064
常用低温绝热材料的安全性
材料
粒状软木 聚胺酯 珍珠岩
玻璃纤维**
防毒性
差 好 好 好
防火性
差 差* 好 好
强度
需支承 好
需支承 需支承
相对成本
1 1.5
4 1
*有阻燃物时能自动灭火。 **绝热材料外围具有防潮层。
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。
项目 CO2 / % H2S ／mg.m-３
LNG (50~100)×10-6
3.5
NG ≤3.0 ≤6.0
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℃。
材质要求
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。
材料选用
牌号 16MnDR
钢板厚度
6~36 36~100
最低试验温度 /℃
万m3LNG贮罐简介
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
一、LNG储存特点及方法
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。
◆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。
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。
土壤防冻
◆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。