大型液化天然气调峰站储罐的选择
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３ ３ 及１ ０ ０ｍ 以上的 Ｌ Ｎ Ｇ储罐应设置的安全阀、 切断
子母罐是指将多台（ ３台以上） 子罐并联组成的 内罐， 并列组装在一座大型外罐（ 也称母罐） 之中， 以满足低温液体储存站大容积储液量的要求。子罐 通常为立式圆筒形， 外罐为立式平底拱盖圆筒形。 由于外罐形状尺寸过大等原因， 不耐外压而无法抽 真空， 故外罐为常压罐。子母罐的夹层填充珠光砂 粉末作为绝热层， 夹层中充入干燥氮气， 使绝热材料 保持干燥。子母罐通常采用工厂预制内罐， 现场加 工外罐的方式， 兼备压力罐和常压罐的特点， 其外形 结构见图 ２ 。
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阀及仪表等设备的数量相同， 因此单罐容积的选择 影响储罐的数量， 从而间接影响低温阀门的造价。 若单罐容积为 ２ ０ ０ｍ ， 虽降低了造价， 但运输困难，
３ ５ ０ｍ 较为经济， 在国 所以较少选用。单罐容积为 １ ３
内普遍使用， 且生产技术已成熟， 其外形结构如图 １ 所示。
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较大。 ｃ ． 储罐接管和操作复杂， 设备数量多， 阀门、 仪 表多， 导致维修工作量大， 费用高。 ｄ ． 单位体积储存造价高于子母罐和常压罐方 式。
３ ］ １ ． ２ 子母罐储存方式 ［
造完工的真空粉末绝热压力储罐， 运抵用户现场， 并 联 组 成 较 大 总 储 液 量 的 储 存 方 式。 根 据 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ２ ８ —２ ０ ０ ６ 《 城镇燃气设计规范》 的要求， 站内、 站 外的防火间距只考虑总容积， 因此单罐容积的选择 只轻微影响占地面积及造价。单罐容积为 １ ０ ０ｍ
， 占地面积 ·Ｂ１ ５ ·
第２ ９卷 第 ２期
煤 气 与 热 力
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差， 施工质量要求高， 生产制造周期长。 ｂ ． 外罐为常压容器， 夹层无法抽真空， 绝热性能 较集群罐储存方式差。 ｃ ． 内罐运输费用较高， 运输难度大。 ｄ ． 多台内罐及连接管道被密封在外罐中， 焊口 多且检修困难， 安全性较差。 ｅ ． 检修难度大， 一台内罐出现故障， 检修时必须 将全罐内液体排空， 且须将珠光砂清理干净， 温度达 到常温时才可检修。 １ ． ３ 常压罐储存方式 在多数情况下， 大型 Ｌ Ｎ Ｇ储罐都采用常压储存 方式， 其最大工作压力为 １ ０～ ３ ０ｋ Ｐ ａ ， 属于全冷冻式 储罐。其结构形式为平底拱盖、 立式双层壁， 外罐和 内罐底部之间铺设泡沫玻璃砖和负荷分配板作为底 部绝热层， 储罐夹层填充珠光砂粉末作为夹层绝热 层， 夹层中充入干燥氮气， 使绝热材料保持干燥。设 备组成包括内罐、 外罐、 底部绝热层、 夹层绝热层、 梯 。 子平台、 阀门仪表等， 其外形结构见图 ３
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通常采用 ２台大型储罐增压器（ １开 １备） ； 常压罐 Ｎ Ｇ低温泵 储存方式则不设置储罐增压器， 而设置 Ｌ 进行增压。 Ｏ Ｇ系统 ② Ｂ Ｌ Ｎ Ｇ调峰站的气源一般通过 Ｌ Ｎ Ｇ槽车运输， 槽 车内压力为 ０ ． ３～ ０ ． ４Ｍ Ｐ ａ 。集群罐储存方式和子 Ｏ Ｇ产生量差不多， 设置的 Ｂ Ｏ Ｇ 母罐储存方式由于 Ｂ 加热器是一致的。常压储存方式中， 在Ｌ Ｎ Ｇ卸车时 会产生大量的 Ｂ Ｏ Ｇ ， 理论计算 Ｂ Ｏ Ｇ产生率约 １ ５ ％ ～ ２ ０ ％， 需要设置 Ｂ Ｏ Ｇ加热器、 Ｂ Ｏ Ｇ储罐和天然气 压缩机等设施。 ③ 氮气系统 集群罐储存方式的单罐为真空粉末绝热压力储 罐， 不需要在绝热层充氮气保护， 因此不需要氮气系 统。子母罐和常压罐夹层都需要充入干燥氮气， 使 · ·Ｂ１ ６
Ｎ Ｇ储存方式的比较 ２ Ｌ
２ ． １ 设备配置 选择不同的储存方式的 Ｌ Ｎ Ｇ调峰站， 其卸车系 统、 Ｌ Ｎ Ｇ气化器、 放空气体（ 简称 Ｅ Ａ Ｇ ） 气化器的配 置是一致的， 主要配置不同有增压系统、 Ｂ Ｏ Ｇ系统、 氮气系统。 ① 增压系统
３ 集群罐储存方式可采用每 ２台 １ ５ ０ｍ 立式储 ３ 罐设置 １台 ４ ０ ０ｍ ／ ｈ 储罐增压器； 子母罐储存方式
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ｄ ． 占地面积小， 维护方便。 ② 常压罐储存方式的缺点 ａ ． 内外罐均需现场制造， 制造条件差， 施工质量 要求高， 生产制造周期长。 ｂ ． 内外罐为常压容器， 夹层无法抽真空， 绝热性 能相对较差， 理论计算日蒸发率为 ０ ． ２ ５ ％。 ｃ ． Ｌ Ｎ Ｇ通过槽车运输， 槽车内压力为 ０ ． ３～ ０ ． ４ ， 运输到储存现场， 在降压储存过程中会产生大 Ｍ Ｐ ａ 量的蒸发气体（ 简称 Ｂ Ｏ Ｇ ） ， 理论计算 Ｂ Ｏ Ｇ产生率 约１ ５ ％～ ２ ０ ％。 ｄ ． 排液需用低温泵加压输送， 对低温泵的要求 较高。 ｅ ． 由于内罐为常压罐， Ｂ Ｏ Ｇ无法进入管网， 需 要用压缩机加压输送， 常压储存方式对下游用户用 气的连续性要求较高， 供气灵活性较差。 ｆ ． 由于需要低温泵和压缩机， 工艺过程有动力 消耗， 运行费用较压力罐高。
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图２ 子母罐外形结构
① 子母罐储存方式的优点 ａ ． 配套低温阀门数量较集群罐储存方式少， 工 艺操作相对简单。 ｂ ． 单位体积储存造价低于集群罐储存方式。 ｃ ． 内罐在制造工厂内进行加工， 易于保证质量。 ｄ ． 内罐设计压力较高， 对下游用户用气的连续 性要求较低， 供气灵活。 ② 子母罐储存方式的缺点 ａ ． 外罐需现场制作， 现场工作量大， 制造条件较
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３ 图１ １ ５ ０ｍ 立式储罐外形结构
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① 集群罐储存方式的优点 ａ ． 生产技术成熟， 各厂家均有定型产品， 订货生 产周期较短。 ｂ ． 储罐及各种零配件均在制造工厂内进行加 工， 检查合格后运至现场直接吊装就位， 易于保证质 量。 ｃ ． 真空粉末绝热压力储罐设计压力较高， 对下 游用户用气的连续性要求低， 供气灵活。 ｄ ． 由于夹层抽真空， 其绝热性能较好， 理论计算 日蒸发率为 ０ ． １ ０ ％～ ０ ． １ ５ ％。 ｅ ． 项目实施操作的弹性较大， 可视具体情况分 期实施， 且某台单罐出现故障不影响其他罐使用。 ② 集群罐储存方式的缺点 ａ ． 集群罐的各单台储罐一般情况下各自配备 １ 套完整的阀门、 仪表及增压器， 这部分造价较大。 ｂ ． 由于每 １ ２台储罐应分组设置
４ ０ ０× １ ０ 峰储配站规模较大， 天然气储存能力均在 ２ ３ ｍ 以上。因储存规模较大， 通常储存系统造价在总
造价中占有较大比例， 因此储存方式的选择直接关
１ ］ 系到项目的经济性、 合理性 ［ 。
目前， 国内还未出台针对大型 Ｌ Ｎ Ｇ储配站（ 容
３ 积大于 ２０ ０ ０ｍ ） 的设计、 施工和验收规范。在大型
Ｌ Ｎ Ｇ调峰储 配 站 设 计 中， 行业普遍认可的是参照 Ｇ Ｂ５ ０ ０ ２ ８ —２ ０ ０ ６《 城 镇 燃 气 设 计 规 范 》和 Ｇ Ｂ ５ ０ １ ８ ３ —２ ０ ０ ４ 《 石油天然气工程设计防火规范》 ， 其 理论依据是此两项规范均是根据我国 Ｌ Ｎ Ｇ气化站 Ｆ Ｐ Ａ ５ ９ Ａ ： ２ ０ ０ １ 《 液化天然气（ Ｌ Ｎ Ｇ ） 的实践经验和 Ｎ 生产、 储存和装运标准》 的有关规定编制的。
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大型液化天然气调峰站储罐的选择
刘志仁
（ 南京市燃气工程设计院有限公司，江苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ９ ）
摘 要： 对液化天然气的 ３种常用储存方式进行了介绍， 分析了优缺点， 比较了设备配置、 占 地面积、 工程造价和运行费用。以 Ｌ Ｎ Ｇ应急调峰储配站为例， 进行了储存方式的技术经济比较。 关键词： 液化天然气； 调峰站； 储罐 中图分类号：Ｔ Ｕ ９ ９ ６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ０ ０ ０－ ４ ４ １ ６ （ ２ ０ ０ ９ ） ０ ２－ ０ Ｂ １ ４－ ０ ５
第２ ９卷 第 ２期 ２ ０ ０ ９年 ２月
煤气与热力
Ｇ Ａ Ｓ＆Ｈ Ｅ Ａ Ｔ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ９Ｎ ｏ ． ２ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ ０ ９
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液化天然气
用气量不断拓展， 用户对 随着天然气用气区域、 天然气供应的安全性要求越来越高， 但上游输气干 管及设施发生故障时， 天然气的安全供应无法得到 保证， 严重威胁用气安全。以南京市为例， 至２ ０ ０ ６ 年底， 南京市港华燃气公司的日需求量已超过合同 约定的最大日合同量， 天然气实际使用量已超 ２ ． ９ ５ × １ ０ｍ／ ａ ， 天然气供应非常紧张。因此， 南京市对 ０ 工业用户采取了限制供气措施， 最大限供量已达 ３ ｄ 。２ ０ ０ ７年因气源紧张， 除限制工业用户 × １ ０ｍ／ 用气外， 对一般商业用户和单季用户（ 指一年中某 段时间用 气 的 用 户， 如燃气锅炉房是在供暖期用 气） 也采取控制措施， 并且在冬季除利用已建成的 压缩天然气（ Ｃ Ｎ Ｇ ） 、 液化天然气（ Ｌ Ｎ Ｇ ） 和代用天然 气（ Ｓ Ｎ Ｇ ） 设施进行供气外， 还需对调峰用户（ 燃气 公司与这部分用户签订协议， 约定用气高峰期可以 少给或者不给这部分用户供气， 用气价格比普通用 户略低） 进行限制供气。 为解决调峰和事故应急供气问题， 确保用户安
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Ｎ Ｇ的主要方式 １ 国内储存 Ｌ
１ ． １ 集群罐储存方式
３ 集群罐储存方式是指采用多台容积为 １ ５ ０ｍ
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刘志仁： 大型液化天然气调峰站储罐的选择
第２ ９卷 第 ２期
３ （ 或２ ０ ０ｍ ） 的立式储罐排列布置， 在制造厂整体制
子母罐是指将多台（ ３台以上） 子罐并联组成的 内罐， 并列组装在一座大型外罐（ 也称母罐） 之中， 以满足低温液体储存站大容积储液量的要求。子罐 通常为立式圆筒形， 外罐为立式平底拱盖圆筒形。 由于外罐形状尺寸过大等原因， 不耐外压而无法抽 真空， 故外罐为常压罐。子母罐的夹层填充珠光砂 粉末作为绝热层， 夹层中充入干燥氮气， 使绝热材料 保持干燥。子母罐通常采用工厂预制内罐， 现场加 工外罐的方式， 兼备压力罐和常压罐的特点， 其外形 结构见图 ２ 。
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阀及仪表等设备的数量相同， 因此单罐容积的选择 影响储罐的数量， 从而间接影响低温阀门的造价。 若单罐容积为 ２ ０ ０ｍ ， 虽降低了造价， 但运输困难，
３ ５ ０ｍ 较为经济， 在国 所以较少选用。单罐容积为 １ ３
内普遍使用， 且生产技术已成熟， 其外形结构如图 １ 所示。
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较大。 ｃ ． 储罐接管和操作复杂， 设备数量多， 阀门、 仪 表多， 导致维修工作量大， 费用高。 ｄ ． 单位体积储存造价高于子母罐和常压罐方 式。
３ ］ １ ． ２ 子母罐储存方式 ［
造完工的真空粉末绝热压力储罐， 运抵用户现场， 并 联 组 成 较 大 总 储 液 量 的 储 存 方 式。 根 据 Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ２ ８ —２ ０ ０ ６ 《 城镇燃气设计规范》 的要求， 站内、 站 外的防火间距只考虑总容积， 因此单罐容积的选择 只轻微影响占地面积及造价。单罐容积为 １ ０ ０ｍ
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煤 气 与 热 力
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差， 施工质量要求高， 生产制造周期长。 ｂ ． 外罐为常压容器， 夹层无法抽真空， 绝热性能 较集群罐储存方式差。 ｃ ． 内罐运输费用较高， 运输难度大。 ｄ ． 多台内罐及连接管道被密封在外罐中， 焊口 多且检修困难， 安全性较差。 ｅ ． 检修难度大， 一台内罐出现故障， 检修时必须 将全罐内液体排空， 且须将珠光砂清理干净， 温度达 到常温时才可检修。 １ ． ３ 常压罐储存方式 在多数情况下， 大型 Ｌ Ｎ Ｇ储罐都采用常压储存 方式， 其最大工作压力为 １ ０～ ３ ０ｋ Ｐ ａ ， 属于全冷冻式 储罐。其结构形式为平底拱盖、 立式双层壁， 外罐和 内罐底部之间铺设泡沫玻璃砖和负荷分配板作为底 部绝热层， 储罐夹层填充珠光砂粉末作为夹层绝热 层， 夹层中充入干燥氮气， 使绝热材料保持干燥。设 备组成包括内罐、 外罐、 底部绝热层、 夹层绝热层、 梯 。 子平台、 阀门仪表等， 其外形结构见图 ３
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通常采用 ２台大型储罐增压器（ １开 １备） ； 常压罐 Ｎ Ｇ低温泵 储存方式则不设置储罐增压器， 而设置 Ｌ 进行增压。 Ｏ Ｇ系统 ② Ｂ Ｌ Ｎ Ｇ调峰站的气源一般通过 Ｌ Ｎ Ｇ槽车运输， 槽 车内压力为 ０ ． ３～ ０ ． ４Ｍ Ｐ ａ 。集群罐储存方式和子 Ｏ Ｇ产生量差不多， 设置的 Ｂ Ｏ Ｇ 母罐储存方式由于 Ｂ 加热器是一致的。常压储存方式中， 在Ｌ Ｎ Ｇ卸车时 会产生大量的 Ｂ Ｏ Ｇ ， 理论计算 Ｂ Ｏ Ｇ产生率约 １ ５ ％ ～ ２ ０ ％， 需要设置 Ｂ Ｏ Ｇ加热器、 Ｂ Ｏ Ｇ储罐和天然气 压缩机等设施。 ③ 氮气系统 集群罐储存方式的单罐为真空粉末绝热压力储 罐， 不需要在绝热层充氮气保护， 因此不需要氮气系 统。子母罐和常压罐夹层都需要充入干燥氮气， 使 · ·Ｂ１ ６
Ｎ Ｇ储存方式的比较 ２ Ｌ
２ ． １ 设备配置 选择不同的储存方式的 Ｌ Ｎ Ｇ调峰站， 其卸车系 统、 Ｌ Ｎ Ｇ气化器、 放空气体（ 简称 Ｅ Ａ Ｇ ） 气化器的配 置是一致的， 主要配置不同有增压系统、 Ｂ Ｏ Ｇ系统、 氮气系统。 ① 增压系统
３ 集群罐储存方式可采用每 ２台 １ ５ ０ｍ 立式储 ３ 罐设置 １台 ４ ０ ０ｍ ／ ｈ 储罐增压器； 子母罐储存方式
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ｄ ． 占地面积小， 维护方便。 ② 常压罐储存方式的缺点 ａ ． 内外罐均需现场制造， 制造条件差， 施工质量 要求高， 生产制造周期长。 ｂ ． 内外罐为常压容器， 夹层无法抽真空， 绝热性 能相对较差， 理论计算日蒸发率为 ０ ． ２ ５ ％。 ｃ ． Ｌ Ｎ Ｇ通过槽车运输， 槽车内压力为 ０ ． ３～ ０ ． ４ ， 运输到储存现场， 在降压储存过程中会产生大 Ｍ Ｐ ａ 量的蒸发气体（ 简称 Ｂ Ｏ Ｇ ） ， 理论计算 Ｂ Ｏ Ｇ产生率 约１ ５ ％～ ２ ０ ％。 ｄ ． 排液需用低温泵加压输送， 对低温泵的要求 较高。 ｅ ． 由于内罐为常压罐， Ｂ Ｏ Ｇ无法进入管网， 需 要用压缩机加压输送， 常压储存方式对下游用户用 气的连续性要求较高， 供气灵活性较差。 ｆ ． 由于需要低温泵和压缩机， 工艺过程有动力 消耗， 运行费用较压力罐高。
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图２ 子母罐外形结构
① 子母罐储存方式的优点 ａ ． 配套低温阀门数量较集群罐储存方式少， 工 艺操作相对简单。 ｂ ． 单位体积储存造价低于集群罐储存方式。 ｃ ． 内罐在制造工厂内进行加工， 易于保证质量。 ｄ ． 内罐设计压力较高， 对下游用户用气的连续 性要求较低， 供气灵活。 ② 子母罐储存方式的缺点 ａ ． 外罐需现场制作， 现场工作量大， 制造条件较
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３ 图１ １ ５ ０ｍ 立式储罐外形结构
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① 集群罐储存方式的优点 ａ ． 生产技术成熟， 各厂家均有定型产品， 订货生 产周期较短。 ｂ ． 储罐及各种零配件均在制造工厂内进行加 工， 检查合格后运至现场直接吊装就位， 易于保证质 量。 ｃ ． 真空粉末绝热压力储罐设计压力较高， 对下 游用户用气的连续性要求低， 供气灵活。 ｄ ． 由于夹层抽真空， 其绝热性能较好， 理论计算 日蒸发率为 ０ ． １ ０ ％～ ０ ． １ ５ ％。 ｅ ． 项目实施操作的弹性较大， 可视具体情况分 期实施， 且某台单罐出现故障不影响其他罐使用。 ② 集群罐储存方式的缺点 ａ ． 集群罐的各单台储罐一般情况下各自配备 １ 套完整的阀门、 仪表及增压器， 这部分造价较大。 ｂ ． 由于每 １ ２台储罐应分组设置
４ ０ ０× １ ０ 峰储配站规模较大， 天然气储存能力均在 ２ ３ ｍ 以上。因储存规模较大， 通常储存系统造价在总
造价中占有较大比例， 因此储存方式的选择直接关
１ ］ 系到项目的经济性、 合理性 ［ 。
目前， 国内还未出台针对大型 Ｌ Ｎ Ｇ储配站（ 容
３ 积大于 ２０ ０ ０ｍ ） 的设计、 施工和验收规范。在大型
Ｌ Ｎ Ｇ调峰储 配 站 设 计 中， 行业普遍认可的是参照 Ｇ Ｂ５ ０ ０ ２ ８ —２ ０ ０ ６《 城 镇 燃 气 设 计 规 范 》和 Ｇ Ｂ ５ ０ １ ８ ３ —２ ０ ０ ４ 《 石油天然气工程设计防火规范》 ， 其 理论依据是此两项规范均是根据我国 Ｌ Ｎ Ｇ气化站 Ｆ Ｐ Ａ ５ ９ Ａ ： ２ ０ ０ １ 《 液化天然气（ Ｌ Ｎ Ｇ ） 的实践经验和 Ｎ 生产、 储存和装运标准》 的有关规定编制的。
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大型液化天然气调峰站储罐的选择
刘志仁
（ 南京市燃气工程设计院有限公司，江苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ９ ）
摘 要： 对液化天然气的 ３种常用储存方式进行了介绍， 分析了优缺点， 比较了设备配置、 占 地面积、 工程造价和运行费用。以 Ｌ Ｎ Ｇ应急调峰储配站为例， 进行了储存方式的技术经济比较。 关键词： 液化天然气； 调峰站； 储罐 中图分类号：Ｔ Ｕ ９ ９ ６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ０ ０ ０－ ４ ４ １ ６ （ ２ ０ ０ ９ ） ０ ２－ ０ Ｂ １ ４－ ０ ５
第２ ９卷 第 ２期 ２ ０ ０ ９年 ２月
煤气与热力
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液化天然气
用气量不断拓展， 用户对 随着天然气用气区域、 天然气供应的安全性要求越来越高， 但上游输气干 管及设施发生故障时， 天然气的安全供应无法得到 保证， 严重威胁用气安全。以南京市为例， 至２ ０ ０ ６ 年底， 南京市港华燃气公司的日需求量已超过合同 约定的最大日合同量， 天然气实际使用量已超 ２ ． ９ ５ × １ ０ｍ／ ａ ， 天然气供应非常紧张。因此， 南京市对 ０ 工业用户采取了限制供气措施， 最大限供量已达 ３ ｄ 。２ ０ ０ ７年因气源紧张， 除限制工业用户 × １ ０ｍ／ 用气外， 对一般商业用户和单季用户（ 指一年中某 段时间用 气 的 用 户， 如燃气锅炉房是在供暖期用 气） 也采取控制措施， 并且在冬季除利用已建成的 压缩天然气（ Ｃ Ｎ Ｇ ） 、 液化天然气（ Ｌ Ｎ Ｇ ） 和代用天然 气（ Ｓ Ｎ Ｇ ） 设施进行供气外， 还需对调峰用户（ 燃气 公司与这部分用户签订协议， 约定用气高峰期可以 少给或者不给这部分用户供气， 用气价格比普通用 户略低） 进行限制供气。 为解决调峰和事故应急供气问题， 确保用户安
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Ｎ Ｇ的主要方式 １ 国内储存 Ｌ
１ ． １ 集群罐储存方式
３ 集群罐储存方式是指采用多台容积为 １ ５ ０ｍ
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刘志仁： 大型液化天然气调峰站储罐的选择
第２ ９卷 第 ２期
３ （ 或２ ０ ０ｍ ） 的立式储罐排列布置， 在制造厂整体制