液化天然气(LNG)是通过在常压下气态的天然气冷却至-162℃,使之凝结成液体。天然气液化后可以大大节约储运空间,而且具有热值大、性能高等特点。
液化天然气也是重要的工业原料和燃料,其主要用途有电厂、热能、供暖等工业企业的主要燃料、餐饮业和民用的燃料、化工工业的主要原料等方面,是机动车辆中汽油、柴油的理想替代物。然而,LNG的储存也是不可忽略的一项问题。
LNG常常储存在储罐中,因此,低温储存LNG的储罐应满足下列要求:
(1) 耐低温
常压下液化天然气的沸点为-160℃。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
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。
(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。
(5)抗震性能好
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。
(6)施工要求严格
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。
LNG储罐根据容量大小可分为:小型、中型、大型和特大型。
小型(5~50m3):常用于民用LNG汽车加注点及民用燃气液化站等。
中型(50~100m3):多用于工业燃气液化站。
大型(100~1000m3):适用于小型LNG生产装置。
大型(10000~40000m3):用于基本负荷型和调峰型液化装置。
特大型(40000~200000m3):用于LNG接收站。
LNG储罐形状分类
(1)LNG球形储罐:LNG球形储罐主要用于民用燃气气化站、LNG汽车加注站等。
(2)圆柱形储罐:LNG圆柱形储罐主要用于民用燃气气化站、LNG汽车加注站、卫星式液化装置、工业燃气气化站及小型LNG气化装置。
(3)大型LNG圆柱形储罐:LNG大型圆柱形储罐主要用于基本负荷型、调峰型液化装置及LNG接收站。
LNG低温储罐的几种储存形式
目前,国内外常用的LNG低温储罐有常压储存、子母罐带压储存和真空罐带压储存三种形式。
(1)真空罐:真空罐为双层金属罐,内罐为耐低温的不锈钢压力容器,外罐采用碳钢材料,夹层填充绝热材料,并抽真空。真空罐是在工厂制造试压完毕后整体运输到现场。LNG 总储存量在1000m³以下,一般采用多台真空罐集中储存。
(2)子母罐:子母罐的内罐是多个耐低温的不锈钢压力容器,外罐是一个大碳钢容器罩在多个内罐外面,内外罐之间也是填充绝热材料,夹层通入干燥氮气,以防止湿空气进入。子母罐的内罐在工厂制造、试压后运到现场,外罐在现场安装。
(3)常压罐:常压罐的结构有双金属罐,还有外罐采用预应力混凝土结构的;有地上罐,还有地下罐,20000m³以下的多为双金属罐。常压罐的内外罐均在现场安装制造,生产周期较长。
LNG 低温常压储罐为平底双壁圆柱形,其罐体由内外两层构成,两层间为绝热结构,为保冷层。内罐用于储存液化天然气,而外壳则起保护、保冷作用。
罐项是自立式拱顶,内罐罐项必须有足够的强度及稳定性以承受由保冷材料等引起的外部压力和由内部气体产生的内部压力。
虽然低温常压储罐方案的一次性投资低,但也存在些许问题:
(1)更适用于液化厂和接收终端站
(2)低温常压储罐系统复杂
(3)需要设置LNG泵,对LNG泵要求高
(4)施工周期长,检修较为困难
(5)低温常压罐更需要考虑分层和沸腾问题
液化天然气安全储存关系到我们生活的方方面面,我们必定不可小觑。