LNG低溫儲罐的幾種儲存形式

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目前，國內(nèi)外常用的LNG低溫儲槽有常壓貯存、子母罐帶壓貯存及真空罐帶壓貯存三種方式。采用哪種貯存方式，主要取決于貯存量的大小。

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，外罐采用碳鋼資料，夾層填充絕熱資料，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總貯存量在1000m3以下，一般采用多臺真空罐集中貯存，目前國內(nèi)使用的真空罐單罐容積最大為150m3。真空罐工藝流程比擬簡單，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(shè)備，能耗低，因而國內(nèi)外的小型LNG氣化站根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資料，夾層通入枯燥氮氣，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)場裝置。

貯存規(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貯存，由于內(nèi)罐運輸要求，目前國內(nèi)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一樣，由于夾層需要通氮氣，裝置中多了一套液氮裝置。

③常壓罐

常壓罐的構(gòu)造有雙金屬罐，還有外罐采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)造的；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)場裝置制造，消費周期較長。

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，兩層間為絕熱構(gòu)造，為保冷層。內(nèi)罐用于貯存液化天然氣，而外殼那么起維護、保冷作用。為了減少外部熱量向罐內(nèi)的傳入，所設(shè)計的內(nèi)外罐是各自別離并獨立的。罐項是自立式拱頂，內(nèi)罐罐項必需有足夠的強度及穩(wěn)定性以接受由保冷資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。

儲罐采用珠光砂為保冷資料，并充入枯燥的氮氣，保證夾層微正壓，絕熱資料與大氣隔離，防止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，增加了保冷資料的使用壽命，有效保證和進步了保冷資料的使用效果。在設(shè)計和制造絕熱構(gòu)造時，必需注意采用防潮措施。

通過技術(shù)經(jīng)濟比擬，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(yuǎn)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(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(shè)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，貯存期間產(chǎn)生的BOG可以變成再生氣進展液化，故采用低溫常壓儲罐，其BOG蒸發(fā)量的多少對其影響不大。

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(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(fù)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(fù)壓〕問題，需要有補氣措施，所以儲罐上要設(shè)有多個進口的低溫調(diào)節(jié)閥、呼吸閥等。儲罐頂部還要設(shè)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。

③需要設(shè)置LNG泵，對LNG泵要求高

由于低溫常壓儲罐貯存的液體不帶壓力，為滿足LNG泵的凈正吸入壓頭，儲罐的根底〔高架式根底〕要進步。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)場裝置制造，消費周期較長。假如儲罐發(fā)生故障，需要全部停產(chǎn)檢修。

⑤低溫常壓儲罐更需要考慮分層和沸騰問題

假設(shè)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(fā)生此問題，與子母罐相比，問題要嚴(yán)重得多。

儲罐方案比擬表

技術(shù)性能低溫常壓罐方案帶壓子母罐方案立式真空儲罐內(nèi)罐外罐單臺子罐母罐

貯存介質(zhì)LNG珠光砂+N2LNG珠光砂+N2珠光砂+真空主體材質(zhì)0Cr18Ni916MnR0Cr18Ni916MnR0Cr18Ni9/16MnR工作壓力/0.6MPa/0.6MPa設(shè)計溫度-196～+40℃-19～+50℃-196～+40℃-19～+50℃-196～+40℃設(shè)計制造規(guī)范JB/T4735-1997GB150-1998GB18442裝置過程車間加工板料，全部現(xiàn)場裝置車間加工內(nèi)罐，現(xiàn)場裝置外罐車間加工儲罐，現(xiàn)場裝置制造裝置周期6～7個月5～6個月3個月BOG壓縮機需要不需要不需要LNG泵需要不需要不需要運行特點優(yōu)點：1.儲罐一次投資??；缺點：1.儲罐本身無壓，出液須設(shè)LNG泵，且要求泵的NPSH盡可能小，泵的裝置高度要求高，增加了LNG泵的運行維護和電耗；2.LNG來源為槽車，卸車過程中，儲罐內(nèi)大量BOG需減壓釋放，且日常貯存過程中，產(chǎn)生的BOG均需經(jīng)過壓縮機加壓后才干送入管網(wǎng)中，增加了BOG壓縮機的運行維護和電耗。3．占地面積大，根據(jù)規(guī)范要求，低溫常壓罐距圍堰和圍堰距站區(qū)圍墻的間隔比壓力罐要大許多。4．運行管理復(fù)雜，對閥門的要求高。優(yōu)點：1.可利用儲罐本身壓力排液，不需要設(shè)置LNG泵。2.由于是壓力罐，儲罐BOG回收量相對空間較大，并可利用壓力直接經(jīng)減壓輸送到中壓管網(wǎng)；3.LNG來源主要為槽車和集裝箱，均帶壓，卸車過程相對BOG量較小。4.占地面積比立式真空罐小，當(dāng)儲罐總?cè)莘e超越約1500米3時，投資更低。缺點：1.儲罐一次投資比低溫常壓罐大；2.假如只設(shè)置一臺儲罐，無法分期施行，而且，一但儲罐有故障〔罐內(nèi)沒有沒有分組〕，將形成停氣。優(yōu)點：1.可利用儲罐本身壓力排液，對LNG泵的NPSH要求小，泵的裝置高度要求低；2.由于是壓力罐，儲罐BOG回收