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天然气的液化及液态储存

  
评论: 更新日期:2012年03月26日
          二、低温储罐的结构
液态天然气必须储存在低温储罐中,低温储罐通常是由内罐和外罐构成,中间填充隔热材料。
1. 内罐
内罐又称“薄膜罐”,是由薄低温钢板制成的具有液密性、可挠性的内容器。它必须把液压头传递给隔热层。用作薄膜的材料必须具有在低温条件下不脆化的特性,并具有足够的韧性与良好的加工性能。通常采用镍钢、不锈钢或铝合金。
2. 隔热层
隔热层在将液压头传递给外罐体的同时,还起着减少气化量、缩小罐体内外壁温差、减轻由此产生的温差应力的作用,另外它还有固定“薄膜”的功能。因此要求隔热层热导率小,而且具有足够的强度。能满足这些条件的材料有硬质泡沫氨基甲酸乙酯、泡沫玻璃、珍珠岩以及硬质泡沫酚醛树脂等。为了提高隔热材料的隔热性能和经济性,可采用由粉末状、纤维状、板状等隔热材料混合使用的隔热法。
液化天然气注入罐内后,内罐壁就会冷缩;反之液化天然气完全被排出后,罐内温度将逐步上升,内罐壁随之伸张。填充在内外罐中间的粉末状隔热材料,由于内罐壁的反复胀缩变得严实。因此在靠近内罐处必须敷设一层伸缩性强的隔热层,此隔热层的厚度与内罐壁的胀缩相适应,并在内罐壁胀缩时起缓冲作用,保证储罐安全运行。
3. 外罐(又称罐体)
外罐就是能承受各种负荷的外壳,它必须具有足够的强度。根据所用材料不同可以分为以下几种:冻土壁、钢制壁、钢筋混凝土壁及预应力混凝土壁。
① 冻土壁。冻土壁和隔热盖形成气密性封闭空间作为外罐,又称为坑储穴。在建造时,用冷却管使内罐周围土壤冻结而成。坑储穴投产后,低温液体会使周围继续保持冷冻状态,而且这一冻土层还会逐年扩张,因此蒸发损失也会逐年减少。建造坑储穴的先决条件是要有一个较高的地下水位,此外,坑储穴的底应该是最不容易渗透的岩石或黏土层。
② 钢制壁(包括合金及铝)。它只适用于建造地上低温储罐。
液化天然气的地上低温储罐与一般常温储罐不同,必须考虑罐底下的地面因土壤冻结膨胀而鼓起,使储罐有损坏的危险。所以必须采取措施,防止地面土壤冻结,一般可以将地上储罐分为落地式和高架式两种,如图6-18所示。
 
落地式底部用珍珠岩混凝土隔热,在预埋的管道中通入热风或热水,或在基础内部预设电加热器,以防土壤冻结。
高架式是用立柱支撑罐体底盘,使其与地面分开,保持储罐与地面之间空气畅通,防止液化天然气吸收地面大量热量,以避免土壤冻结。
③ 钢筋混凝土壁及预应力混凝土壁。这两种外壁是地下罐外壳的主要材料,具有如下优点:
a. 钢筋混凝土和预应力混凝土是很好的低温材料,即使薄膜受损,低温储液与预应力混凝土壁接触也不会损坏外壁;
b. 耐久性好,不受地下水腐蚀,不变脆;
c. 它有很好的液密性,并且具有较好的抗震性能。
具有钢筋混凝土外壁的地下储罐如图6-19所示。
 
根据国外资料介绍,建造三种罐的费用以坑储穴最便宜,地上复壁金属罐最贵。但是包括运行费用在内的三种储存方式生产成本几乎是相同的。
          三、液化天然气储存站的安全
液化天然气储存站通常储存的天然气以数千万立方米计,其安全性是十分重要的。特别是要考虑到一旦发生事故时,应尽量减少对周围环境造成的灾害性影响。为此,除了应正确选择储存站站址外,还必须有一系列的安全措施。如:在站区平面布置中要考虑各种设备之间的安全间距,保证在某一局部发生火灾时不会波及到其他设备;为防止LNG从一个地区泄漏到相邻地区,在每一个储罐周围、所有阀门组及各种设备底部设有LNG容积池;还应设置完善的检测系统(LNG泄漏的检测装置、火焰检测器、热监测器及烟检测器)及用于消防的泡沫生成器、粉末混合系统和水冷系统等。
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