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    低溫LNG儲罐的儲存方式

    發(fā)布時間:2024-08-11

     目前,國內(nèi)外常用的液化天然氣儲罐有常壓儲存、子母罐帶壓儲存及真空罐帶壓儲存三種方式。采用哪種儲存方式,主要取決于儲存量的大小。

    ①真空罐
    真空罐為雙層金屬罐,內(nèi)罐為耐低溫的不銹鋼壓力容器,外罐采用碳鋼材料,夾層填充絕熱材料,并抽真空。真空罐是在工廠制造試壓完畢后整體運輸?shù)浆F(xiàn)場。
    LNG總儲存量在1000m³以下,一般采用多臺真空罐集中儲存,目前國內(nèi)使用的真空罐單罐容積較大為150m³。真空罐工藝流程比較簡單,一般采用增壓器給儲罐增壓,物料靠壓力自流進入氣化器,不使用動力設備,能耗低,因此國內(nèi)外的小型LNG氣化站基本上全部采用真空罐形式。
    ②子母罐
    子母罐的內(nèi)罐是多個耐低溫的不銹鋼壓力容器,外罐是一個大碳鋼容器罩在多個內(nèi)罐外面,內(nèi)外罐之間也是填充絕熱材料,夾層通入干燥氮氣,以防止?jié)窨諝膺M入。子母罐的內(nèi)罐在工廠制造、試壓后運到現(xiàn)場,外罐在現(xiàn)場安裝。
    儲存規(guī)模在1000m³到5000m³的儲配站,可以根據(jù)情況選用子母罐或常壓罐儲存,由于內(nèi)罐運輸要求,目前國內(nèi)單臺子罐較大可以做到250m³,采用子母罐的氣化工藝流程與真空罐大致相同,由于夾層需要通氮氣,裝置中多了一套液氮裝置。
    ③常壓罐
    常壓罐的結(jié)構(gòu)有雙金屬罐,還有外罐采用預應力混凝土結(jié)構(gòu)的;有地上罐,還有地下罐,20000m³以下的多為雙金屬罐。
    常壓罐的內(nèi)外罐均在現(xiàn)場安裝制造,生產(chǎn)周期較長。
    LNG低溫常壓儲罐的操作壓力為15KPa,操作溫度為-162℃,為平底雙壁圓柱形。其罐體由內(nèi)外兩層構(gòu)成,兩層間為絕熱結(jié)構(gòu),為保冷層。內(nèi)罐用于儲存液化天然氣,而外殼則起保護、保冷作用。為了減少外部熱量向罐內(nèi)的傳入,所設計的內(nèi)外罐是各自分離并獨立的。罐項是自立式拱頂,內(nèi)罐罐項有足夠的強度及穩(wěn)定性以承受由保冷材料等引起的外部壓力和由內(nèi)部氣體產(chǎn)生的內(nèi)部壓力。
    焊接絕熱氣瓶
    儲罐采用珠光砂為保冷材料,并充入干燥的氮氣,保證夾層微正壓,絕熱材料與大氣隔離,避免了大氣壓力或溫度變化的影響以及濕空氣進入內(nèi)、外罐間保冷層,增加了保冷材料的使用壽命,保證和提高了保冷材料的使用效果。在設計和制造絕熱結(jié)構(gòu)時,注意采用防潮措施。
    通過技術(shù)經(jīng)濟比較,低溫常壓儲罐方案的一次性投資低于子母罐的方案,但運行費用低溫常壓儲罐方案遠高于子母罐的方案。
    雖然低溫常壓儲罐方案的一次性投資低,但方案中存在以下問題:
    ①低溫常壓儲罐適用于液化廠和接收終端站
    通常在液化廠和接收終端站均采用低溫常壓儲罐,這是由于接收終端站內(nèi)的LNG儲罐容積均很大(單罐容積大于5萬m³),其它形式的儲罐無法做到,接收的液體是由LNG槽船運來,LNG槽船上的儲罐也是低溫常壓形式,壓力變化不大。而且在接收終端站內(nèi)設有BOG的冷凝裝置,可以將BOG再變成LNG。
    液化廠內(nèi)由于有液化手段,儲存期間產(chǎn)生的BOG可以變成再生氣進行液化,故采用低溫常壓儲罐,其BOG蒸發(fā)量的多少對其影響不大。
    由于本站使用的LNG均由汽車槽車運來,槽車中的LNG均帶有壓力,卸入到低溫常壓罐中會產(chǎn)生大量的氣化,產(chǎn)生大量BOG氣體。而且由于BOG為常壓氣體,BOG壓縮機的投資和運行費用高。LNG泵的運行費用亦增加。
    ②低溫常壓儲罐系統(tǒng)復雜
    低溫常壓儲罐即要考慮儲罐的超壓問題,又要考慮儲罐的抽空(形成負壓)問題,需要有補氣措施,所以儲罐上要設有多個進口的低溫調(diào)節(jié)閥、呼吸閥等。儲罐頂部還要設自動干粉滅火系統(tǒng)、起吊裝置。
    由于低溫常壓儲罐一般工作壓力為15KPa,為維持此壓力,儲罐的壓力調(diào)節(jié)閥需要經(jīng)常開啟,BOG氣體回收到液化工段或至站內(nèi)火炬燃燒掉。
    本站沒有此部分設施,若采用低溫常壓罐,只能將部分BOG壓縮至管網(wǎng)輸送,其余均要放散掉,既造成浪費又污染環(huán)境?;蛘咴谡緝?nèi)建設一座比較的BOG儲罐進行BOG的儲存,這樣一來勢必要增加很大的一筆投資。
    ③需要設置LNG泵,對LNG泵要求高
    由于低溫常壓儲罐儲存的液體不帶壓力,為滿足LNG泵的凈正吸入壓頭,儲罐的基礎(高架式基礎)要提高。而且為防止發(fā)生氣蝕,LNG泵的進液管要考慮采用真空保冷管。
    ④施工周期長,檢修較為困難
    常壓罐的內(nèi)外罐均在現(xiàn)場安裝制造,生產(chǎn)周期較長。如果儲罐發(fā)生故障,需要全部停產(chǎn)檢修。
     
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