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许润能源

天然气是公认的洁净、环保、安全的优质能源。经液化后的天然气,体积约缩小600倍,这给贮存带来了极大的益处。贮存液化天然气(LNG)是用常压

 

LNG低温储罐有哪些特殊要求?

1、耐低温

  常压下液化天然气的沸点为-160℃。LNG选择低温常压储存方式,将天然气的温度降到沸点以下,使储液罐的操作压力稍高于常压,与高压常温储存方式相比,可以大大降低罐壁厚度,提高安全性能。


LNG低温储罐

  因此,LNG要求储液罐体具有良好的耐低温性能和优异的保冷性能。

2、安全要求高

  由于罐内储存的是低温液体,储罐一旦出现意外,冷藏的液体会大量挥发,气化量大约是原来冷藏状态下的300倍,在大气中形成会自动引爆的气团。

因此,API、BS等规范都要求储罐采用双层壁结构,运用封拦理念,在第一层罐体泄漏时,第二层罐体可对泄漏液体与蒸发气实现完全封拦,确保储存安全。

 

3、材料特殊

  内罐壁要求耐低温,一般选用9Ni钢或铝合金等材料,外罐壁为预应力钢筋混凝土。

4、保温措施严格

  由于罐内外温差最高可达200℃,要使罐内温度保持在-160℃,罐体就要具有良好的保冷性能,在内罐和外罐之间填充高性能的保冷材料。罐底保冷材料还要有足够的承压性能。

5、抗震性能好

  一般建筑物的抗震要求是在规定地震荷载下裂而不倒。为确保储罐在意外荷载作用下的安全,储罐必须具有良好的抗震性能。对LNG储罐则要求在规定地震荷载下不倒也不裂。

  因次,选择的建造场地一般要避开地震断裂带,在施工前要对储罐做抗震试验,分析动态条件下储罐的结构性能,确保在给定地震烈度下罐体不损坏。

 

6、施工要求严格

  储罐焊缝必须进行100%磁粉检测(MT)及100%真空气密检测(VBT)。要严格选择保冷材料,施工中应遵循规定的程序。为防止混凝土出现裂纹,均采用后张拉预应力施工,对罐壁垂直度控制十分严格。

  混凝土外罐顶应具备较高的抗压、抗拉能力,能抵御一般坠落物的击打。由于罐底混凝土较厚,浇注时要控制水化温度,防止因温度应力产生的开裂。

LNG储罐的构件特点?

1、内罐壁

  内罐壁是低温储罐的主要构件,由耐低温、具有较好机械性能的钢板焊接而成,一般选用A5372级、A516 Gr.60、Gr18Ni9、ASME的304等特种钢材。

  如某罐内罐底板和环板选用厚16 mm、材质为A537 CL2的钢板,其余板则可选用厚6.35 mm、材质为A537 CL1的钢板。

2、保冷层

罐壁保冷

  外罐衬板内侧喷涂聚氨酯泡沫,一般要求聚氨酯泡沫导热系数≤0.03 W/(m·K),密度40~60 kg/m3,厚度150 mm左右。

罐顶保冷

  内罐顶采用悬吊式岩棉保冷层,如某罐罐顶设置了4层玻璃纤维保冷层,每层厚100 mm,玻璃纤维棉的密度为16 kg/m3、导热系数为0.04 W/(m·K)。

罐底保冷

  罐底保冷比较复杂,除了钢板下喷涂聚氨酯泡沫外,还要设计防水结构。下图是某罐罐底的保冷结构,包括65 mm厚的垫层,60 mm厚的密实混凝土,2 mm厚的防水油毡,2层各100 mm厚的发泡玻璃,最后用70 mm厚混凝土覆盖,以保护外罐混凝土不受过低温度的影响。

3、混凝土外罐

  混凝土外罐壁、外罐顶由预应力钢筋混凝土及耐低温钢衬板构成。混凝土强度应≥25 MPa。外罐顶和罐壁要能承受气体意外泄漏产生的内压力,因此,钢筋混凝土要具备足够的抗拉强度

  对于大型储罐,为使预应力混凝土罐壁均衡受力,可采用等强不等厚或等厚不等强的设计方法。