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LNG低溫儲罐的幾種儲存形式

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發表時間:2020-10-22 15:00作者:成都華能來源:成都華能低溫設備制造有限公司網址:http://LNG低溫儲罐的幾種儲存形式

  LNG低溫儲罐的幾種儲存形式

  目前,國內外常用的LNG低溫儲槽有常壓儲存、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。

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  ① 真空罐

  真空罐為雙層金屬罐,內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到現場。

  LNG總儲存量在1000m3以下,一般采用多臺真空罐集中儲存,目前國內使用的真空罐單罐容積最大為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罐外面,內外罐之間也是填充絕熱材料,夾層通入干燥氮氣,以防止濕空氣進入。子母罐的內罐在工廠制造、試壓后運到現場,外罐在現場安裝。儲存規模在1000m3到5000m3的儲配站,可以根據情況選用子母罐或常壓罐儲存,由于內罐運輸要求,目前國內單臺子罐最大可以做到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

  常壓罐的結構有雙金屬罐,還有外罐采用預應力混凝土結構的;有地上罐,還有地下罐,20000m3以下的多為雙金屬罐。

  常壓罐的內外罐均在現場安裝制造,生產周期較長。

  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。其罐體由內外兩層構成,兩層間為絕熱結構,為保冷層。內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的傳入,所設計的內外罐是各自分離并獨立的。罐項是自立式拱頂,內罐罐項必須有足夠的強度及穩定性以承受由保冷材料等引起的外部壓力和由內部氣體產生的內部壓力。

  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、外罐間保冷層,增加了保冷材料的使用壽命,有效保證和提高了保冷材料的使用效果。在設計和制造絕熱結構時,必須注意采用防潮措施。

  通過技術經濟比較,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 低溫常壓儲罐更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設有BOG的冷凝裝置,可以將BOG再變成 LNG。

  液化廠內由于有液化手段,儲存期間產生的BOG可以變成再生氣進行液化,故采用低溫常壓儲罐,其BOG蒸發量的多少對其影響不大。

  而一般氣站使用的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生大量的氣化,產生大量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節閥、呼吸閥等。儲罐頂部還要設自動干粉滅火系統、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,儲罐的壓力調節閥需要經常開啟,BOG氣體回收到液化工段或至站內火炬燃燒掉。

  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

  常壓罐的內外罐均在現場安裝制造,生產周期較長。如果儲罐發生故障,需要全部停產檢修。

  ⑤ 低溫常壓儲罐更需要考慮分層和沸騰問題

  若氣站使用的LNG氣源不同,由于氣體組分不同,需要考慮分層和沸騰問題,一旦發生此問題,與子母罐相比,問題要嚴重得多。