液化天然氣LNG儲罐
低溫LNG儲槽,低溫LNG貯槽。
液化天然氣LNG低溫儲罐是LNG的重要儲存容器,是LNG加氣站必不可少的組成部分。
液化天然氣低溫LNG儲罐均為低溫儲罐,也分為兩種:
(1)高壓罐:內(nèi)層用不銹鋼,外層用碳鋼,中間抽真空。單罐容量***大為150m3,國內(nèi)外小型LNG氣化站基本采用這種形式。
(2)常壓罐:形式與LPG常壓罐類似,一般為大型儲罐,雙層機(jī)構(gòu),中間填充隔熱材料,內(nèi)外罐均在現(xiàn)場安裝制造,生產(chǎn)周期長。內(nèi)層采用9Ni鋼。常溫罐一般單罐容積大于50,000m3。罐內(nèi)溫度要降低到-160℃以下。環(huán)焊縫及水平焊縫采用埋弧焊,其它大部分采用手工焊。
液化天然氣LNG儲罐的焊接:
小型罐通常采用304不銹鋼材質(zhì),焊接材料以308L型的手工焊條和TIG絲為主。
大型罐采用9Ni鋼材質(zhì),一般水平及及橫焊位置采用埋弧焊,提高效率,其它位置采用手工焊。焊接材料通常選用Ni>60的Ni-Cr-Mo焊材,如NiCrMo-4和NiCrMo-6。9Ni鋼具有較大的磁敏感性,焊接時(shí)需注意磁偏吹,推薦使用交流焊接設(shè)備。
液化天然氣LNG儲罐預(yù)冷時(shí)安全注意事項(xiàng):
(1)在密閉空間內(nèi)液氮吸收外部熱量將會導(dǎo)致壓力急劇上升,因此在操作中要注意閥門關(guān)閉順序,嚴(yán)禁出現(xiàn)低溫液體被封閉的狀況。
(2)注意檢查軟管連接處是否出現(xiàn)泄露,人員應(yīng)遠(yuǎn)離此處。
(3)注意觀察管道及儲罐壓力上升情況。
(4)注意檢查安全閥后有無結(jié)霜情況。
(5)預(yù)冷時(shí)的檢查內(nèi)容:
1)檢查低溫材料有沒有低溫開裂現(xiàn)象。
2)檢查低溫管道焊接部位有無裂紋,特別是法蘭焊接部位。
3)檢查管道冷縮量和管托支撐變化。
4)檢查低溫閥門的密封性和靈活性,檢查是否凍住。
5)檢查法蘭連接部位是否泄漏,螺栓是否因冷縮而使預(yù)緊力減小。
6)液氮在儲罐內(nèi)放置2天~3天。觀察液位變化及壓力上升情況。并檢測儲罐預(yù)冷前后儲罐真空度的變化,對儲罐性能作出評價(jià)。
液化天然氣LNG儲罐低溫容器的絕熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
低溫絕熱的目的是設(shè)法減少通過對流,導(dǎo)熱、輻射等途徑漏入低溫設(shè)備的熱量,以維護(hù)低溫裝置能正常工作。
低溫絕熱和高溫“保溫”,雖然原理相同,但低溫絕熱在低溫領(lǐng)域內(nèi)有著特別重要的作用。首先,作為制冷的低溫液體,沸點(diǎn)很低,汽化潛熱小,室溫環(huán)境相對于液體來說是一個(gè)很大的熱源,另外為了獲得這些低溫液體,需要消耗很多的能量。因此,為了經(jīng)濟(jì)的獲得這些低溫液體,貯運(yùn)和使用這些低溫液體,必須有良好的絕熱。
液化天然氣LNG儲罐流程圖:
低溫絕熱可分為四種類型:
1、堆積絕熱(容積絕熱);
2、高真空絕熱;
3、真空-粉末絕熱;
4、高真空多層絕熱(包含多屏絕熱)。
下面以真空粉末絕熱來說明。
液化天然氣LNG儲罐這種絕熱結(jié)構(gòu)式是在絕熱空間充填多孔性絕熱材料(粉末或纖維),再將絕熱空間抽到一定的真空度。研究與分析表明在絕熱空間填充多孔粉末和纖維,只要在低真空的情況下,就可以使氣體分子的平均自由程大于粉末粒子(或纖維)之間的間距,從而就可以消除氣體的對流傳熱。而殘余氣體的熱傳導(dǎo),也因?yàn)闅鈮航档投@著下降。另外,LNG儲罐由于多孔性材料對熱射線的反射與吸收(包含散射),也起到了削弱輻射傳熱的作用。特別是添加一定數(shù)量的阻光材料(銅粉或鋁粉)后,更有利于減少輻射傳熱。由于上述幾種因素,這種絕熱型式的絕熱性能,比單純高真空絕熱的更好,而且避免了獲得和保持高真空所帶來的許多困難。
液化天然氣LNG儲罐影響絕熱效果的因素除真空度外,還有粉末的粒度;容重、添加劑的種類與數(shù)量、界面溫度等。真空-粉末(或纖維)絕熱的優(yōu)點(diǎn)是:絕熱性能好,優(yōu)于堆積絕熱二個(gè)數(shù)量級,優(yōu)于高真空絕熱一個(gè)數(shù)量級,而且真空度要求不高,一般為1~0.1Pa即可。這種絕熱的缺點(diǎn)是:要求夾層間距大,笨重。適用于大、中型低溫LNG儲罐和設(shè)備。
LNG儲罐焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì):
低溫容器一般都處于高真空、深低溫的條件下工作,因此,對焊縫的氣密性要求很高。根據(jù)構(gòu)件的不同情況,合理選擇焊接的形式是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中***主要的內(nèi)容之一。
液化天然氣LNG儲罐一般應(yīng)設(shè)置在圍堰內(nèi),且單罐容積一般為30立方或者60立方,上圖中立著的兩個(gè)就是LNG儲罐。
1、放置形式:
LNG儲罐一般有立式罐、臥式罐。立式罐具有占地面積小,使用方便,由于存在重力差,減少潛液泵使用功率,節(jié)約了電能,但是立式儲罐一般超過10米,會給周圍居民造成恐懼,因此在城區(qū)不宜設(shè)置立式罐;臥式罐是目前使用***普遍的形式,缺點(diǎn)是占地面積大,儲罐與周圍站內(nèi)及站外建構(gòu)筑物及設(shè)施都有安全距離要求,按照GB50156,相應(yīng)增加了設(shè)計(jì)難度。
立式罐;臥式罐。
2、絕熱形式:
LNG儲罐常見絕熱形式有高真空多層纏繞絕熱、珠光砂粉末絕熱。后者由于造價(jià)較低,在實(shí)際應(yīng)用中更為常見。
3、材料:
內(nèi)容器選用優(yōu)質(zhì)奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9板材或進(jìn)口304板材制成;外容器選用優(yōu)質(zhì)碳素鋼Q345R鋼板制成。
4、安全保護(hù)系統(tǒng):
安全保護(hù)系統(tǒng)由儲罐附件構(gòu)成包括:壓力表、液位儀、根部一用一備全齊封閉式安全閥、溢流口、爆破片、真空閥。
5、充裝形式:
LNG儲罐由頂部進(jìn)液、底部進(jìn)液兩種方式,頂部進(jìn)液可以利用冷液將儲罐內(nèi)BOG氣體液化掉,兩種方式都可以采用,這個(gè)在卸液過程中需要根據(jù)現(xiàn)場情況選擇,較復(fù)雜,一兩句說不清,有疑問的朋友可以私下交流。
6、液位換算:
LNG液位換算質(zhì)量容積及質(zhì)量需要按照儲罐廠家提供的數(shù)據(jù),結(jié)合液廠的氣質(zhì)報(bào)告數(shù)據(jù)綜合確定。
7、技術(shù)要求:
一般技術(shù)協(xié)議要求LNG儲罐設(shè)計(jì)壓力1.3mpa,設(shè)計(jì)溫度-196℃,日蒸發(fā)率小于等于0.20%。儲罐實(shí)際工作壓力一般是小于1.0mpa的,工作溫度一般由液的質(zhì)量決定,在-100°左右。