LNG储罐常用的绝热结构:少量储存(比如LNG汽车燃料箱),选用高真空多层绝热;LNG运输槽车用高真空多层绝热或真空粉末(纤维)绝热;中等容器储存(5~150m3)用真空粉末(纤维)绝热或普通堆积聚热;大容量的储存(含地下储槽),选用普通堆积聚热或冻土绝热。
虽然高真空多层绝热性能、重量轻,与真空粉末绝热相比,预冷损失小、稳定性好,但由于这种绝热结构单位容积的成本高,且难于对复杂形状的容器绝热,真空度要求高,抽空工艺复杂,存在平行方向的导热问题,目前只有中小型LNG储罐使用这种绝热结构。
低温储罐地面储存技术同类型的选择影响因素
其一、天然气储罐地面储存技术
目前,天然气的储存方式主要有气态储存和液态储存两种,其中前者包括地面储罐储存、管道储存和地下储气库储存等。
1、地面储罐储存
天然气地面储存一般采用金属储气罐,低温储罐按压力分为高压和低压两种。低压储罐的工作压力一般为0.004~0.005MPa,多为化工厂、石化厂作工艺气的中间储存,高压储气罐的工作压力一般为0.25~3.0MPa,主要用于城市配气系统供昼夜或小时调峰用。
2、管道储存
天然气管道储存有输气干线末段储气和利用管束储气两种方式。
输气干线末段储气,是指在供气低峰时,将富余的气储存在输气干线末段,随着管内气体压力逐渐升高到然后一个压气站允许的较高压力,到用气高峰时,该储气段压力降到城市配气管网允许的较小值,将储存的气体输出,增加供气量。
管束储气,即使用一定直径和一定数量的管子构成管束,埋设于供气点附近,用高压天然气或压缩机将天然气注入管束中,待高峰用气时输出。
管道储气容量较小,主要供城市昼夜或小时调峰用。
3、地下储气库储存
地面天然气储罐和管道储气只能作为昼夜用气不均衡性的措施,要解决季节用气不均衡性问题,根本的办法是建造地下储气库。如果没有地下储气库,干线输气管道就应根据冬季的用气量进行设计。在冬季,输气管道将满负荷工作,而到夏季,由于用气量减少,输气管道的负荷将下降,因此,管路和设备的利用率降低,固定设备投资在输气成本中所占的比重将提高。在冬夏季用气量相差悬殊的情况下,输气管道夏季负荷降低,不但在经济上不合理,而且在输气工艺上造成很多困难。如果有地下储气库,干线输气管道就可以根据日平均用气量进行设计,在夏季,多余的气体注人地下储气库,在冬季,不足的气体由地下储气库补充.这样,输气管道全年都是在满负荷下工作,管路和设备的能力可以得到充分利用。
地下储气库具有储气容量大、节省地面LNG储罐投资、不受气候影响、维护管理简便、可靠、不影响城镇美化规划、不污染环境等优点。
地下储气库主要有利用枯竭的油田或气田作地下储气库、利用含水层作地下储气库和利用盐层作地下储气库三种类型。
天然气以气态形式进行储存和运输,由于其体积庞大,压力很高,因此通常将其在常压下深冷到-160℃进行液化。在标准状态下,其液态体积为气态时的1/600,而密度相当于气态时的600倍,因此无论对远洋贸易运输,还是储罐储存,都具有较高的经济价值。
天然气液化储存方式不受地理位置、地质构造、距离和容量等的限制,占地少、造价低、工期短、维修方便。对于无油气田、盐穴、水层建造地下储气库的城市,可以利用这种方式进行调峰。
由于液化天然气具有可燃性和超低温性(-160℃),因而对储存设施(储罐)的要求很高。目前液化天然气的储存主要是储罐储存,储罐分地下和地上两种。储罐形式的选择取决于投资费用,也取决于因素及其它一些制约条件。在常压下储存液化天然气时,储罐内压通常为3.4~17.2kPa。
其二、天然气储罐类型的选择影响因素
天然气储罐为液化天然气储罐终端站的重要设备,用于储存低温液态LNG。整个终端站由专用码头、卸船系统、储存系统、再液化系统、尾气焚烧系统及汽化系统组成。国内以前单纯依靠技术设计LNG终端站及LNG储罐,直至2006年,我国空分设备有限公司凭借多年低温储存领域的技术储备,开发了低温液化碳氢气体终端站及其配套的大型液化天然气储罐,并于2007年顺利完成了20000m³低温储罐的全部设计工作。
根据英国BSEN14620标准(原BS7777),低温液体储罐分为3种不同的类型:单容罐、双容罐及全容罐。单容罐是指一个单独的低温储罐或者是包含一个内罐而外罐仅仅用来承装保冷材料及蒸发气体,只有内罐满足承装低温液体要求的双层储罐。现针对双层金属单容罐的设计进行介绍。
低温液体储罐类型的选择宜考虑国家或当地主管部门的规定,以及LNG储罐所处位置的荷载、实际条件和其他因素的影响。影响因素具体分为:
(1)不可控因素:地震、风雪等气候以及来自厂区以外的危害等;
(2)有限可控因素:火灾、爆炸、维修引起的危害以及腐蚀、疲劳、金属失效、工艺系统超压、罐底基础情况等;
(3)完全可控因素:与其他建筑物距离、国家或当地的规定以及所适用的设计规范的规定等。
低温液体储罐的高度及容积应根据从码头到储罐沿程水力计算及工艺流程模拟确定,以满足工艺设计要求。
黄骅百恒达祥通机械制造有限公司(http://www.chinaxiangtong.com)位于新兴的港口城市黄骅市,于2002年经质量监督检验检疫总局批准的特种设备生产企业。公司现具有A2压力容器设计许可证,压力容器A1、A2、D1、D2制造许可证,锅炉B级制造许可证。主要产品有液氩储罐、LNG容器、低温压力容器、液氮储罐、低温容器等。公司占地面积67320平方米。生产50多种工业产品,低温液体储罐(250m3)主要市场方向液氧储罐,LNG加注站,工业气体分装站,企业和居民气化站。油田加热炉,现阶段的市场方向西北油田、大庆油田、华北油田。各种锅炉产品及各种二氧化碳储罐产品的市场方向各大化工业。
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