液化天然气的储存与运输

液化天然气的储存与运输
在液化天然气(LNG)工业链中,LNG的储存和运输是两个重要环节。无论资本负荷型液化装置还是调峰型装置,液化后的天然气都要储存在液化站内的储存罐或储存槽内。在卫星型液化站和LNG接收站,都有一定数量和不同规模的储存罐和储存槽。世界LNG贸易主要是通过海运,因此LND槽船是主要的运输工具。从LNG接收站或卫星型装置,将LNG转运都需要LNG槽车。
  天然气是易燃易爆的燃料,LNG的储存温度很底,对其储存设备和运输工具就提出了安全可靠、高效的严格要求。
                     
LNG的储存
.  LNG储罐(槽)
1. LNG储罐分类
一般可按容量、隔热、形状及罐的材料进行分类。
(1) 按容量分类
1 小型储罐容量:550m3, 常用于燃气气化站,LNG汽车加注站等场合。
2 中型储罐容量:50100m3, 常用于卫星式液化装置、工业燃气气化站等场合。
3 大型储罐容量:100100m3, 常用于小型旧衣服加工设备LNG生产装置。
4 大型储槽容量:1000040000m3, 常用于基本负荷和调峰型液化装置。
5 特大型储槽容量:40000200000m3, 常用于LNG接受站。
(2) 按围护结构的隔热分类
1 真空粉末隔热:常见于小型LNG储罐。
2 正压堆积隔热:广泛应用于大中型LNG储罐和储槽。
3 高真空多层隔热:很少采用,限用于小型LNG储槽。
(3) 按储罐(槽)的形状分类
1 球型罐:一般用于中小容量的储罐,但有些工程的大型LNG储槽也有采用球型的。
2 圆柱形罐(槽):广泛用于各种容量的储罐和储槽。
(4) 按罐(槽)的放置分类
1 地上型。
2 地下型。包括如下三种形式:半地下型,地下型,地下坑型。
(5) 按罐(槽)的材料分类
1 双金属:指内罐和外壳均用金属材料。一般内罐采用耐低温的不锈钢或铝合金。如下表,列出常用的几中内罐材料。
   
空压机管道
材料
型号
许用应力(应用于平底储槽)/MPa
不锈钢
A240
155.1
AA5052
49.0
AA5086
72.4
AA5083
91.7
5%Ni
A645
218.6
9%Ni
A553
218.6
外壳采用黑金属。目前采用较多的是压力容器用钢。
2 预应力混凝土:指大型储槽采用预应力混凝土外壳,而内筒采用低温的金属材料。
3 薄膜型:指内筒采用厚度为0.81.2mm36Ni钢。
(6) 按罐(槽)的围护结构分类
1 单围护系统。储存槽只有一个流体力学承载层,所以必须在储存槽周围留出一块安全空间。
2 双围护系统。
3 全封闭围护系统。
4 薄膜型围护系统。双围护系统、全封闭围护系统和薄膜型围护系统,都有可靠的流体力学承载层,所以就不必在储存槽周围留出一块空余空间,土地利用效率就高。在薄膜型围护系统中,由于薄膜层不能承载,所以对外简体要求很高。(P194
1. LNG储罐(槽)的结构P194
1 立体式LNG储罐
立体LNG储罐工艺流程图如下
A- 单向阀  B-防爆膜  D-阻火器  E1E4-截止阀  G-压力表阀  H-液位计  L1L2-液位计阀  M1-M6-放气阀  MV-41478网络电视测满阀  N-紧急切断阀Pr-增压器  P1P3-压力表 R-连通阀  S1S3-安全阀  S4-外壳爆破膜  V1V10-截止阀 W-抽空阀
2 立体式LNG子母型储罐
子母罐是指拥有多个(三个以上)子罐并联组成的内罐,以满足低温液体储存站大容量储液量的要求。多只子罐并列组装在一个在型外罐(母罐)之中。子罐通常为立式圆筒形,外罐为立式下底拱盖圆筒形。由于外罐形状尺寸过大等原因,不耐外压而无法抽真空,外罐为常压罐。隔热方式为粉末(珠光砂)堆积隔热。
子罐通常为压力容器制造厂制造完工后运抵现场吊装就位,外罐则加工成零部件运抵现场后,在现场组装。
造纸废水处理单只子罐的几何容积通常在100150m3之间。单只子罐的容积不宜过大,过大会导致运输吊装困难。子罐的数量通常为37只,因此可以组建3001250m3的大型储槽。
3 球型LNG储罐
            低温液体球罐的内外罐均为球状。工作状态下,内罐为内压力容器,外罐为真空外压容器。夹层通常为真空粉末隔热。球罐的内外球壳板在压力容器制造厂加工成形后,在安装现场组装。球壳板的成形需要专用的加工工装保证成形,现场安装难度大。
4 典型的全封闭围护系统LNG储槽
二. LNG储存中的安全问题
      LNG在储存期间,无论隔热效果如何好,总要产生一定数量的蒸发气体。储罐容纳这些气体的数量是有限的,当储罐内的工作压力达到允许最大值时,蒸发的气体继续增加,会使储罐内的压力上升,超过设计压力。LNG储罐的压力控制对安全储存有非常重要的意义。涉及到LNG的安全充注数量,压力控制与保护西听和储存的稳定性等诸多因素。
  LNG储存安全技术主要有以下几个方面:
1) 储罐材料。材料的物理特性应适应在低温条件下工作,如材料在低温工作状态下的抗拉和抗压等机械强度、低温冲击韧性和热膨胀系数等。
2) LNG充注。储罐的充注管路设计应考虑在顶部和地部均能冲灌,这样能防止LNG产生分层,或消除已经产生的分层现象。
3)     储罐的地基。应能经受得起与LNG直接接触的低温,在意外情况下万一LNG产生漏泻或溢出,LNG与地基直接接触,地基应不会损坏。
4) 电蒸汽发生器蒸箱    储罐的隔热。隔热材料必须是不可燃的,并有足够的牢度,能承受消防水的冲击力。当火蔓延到容器外壳时,隔热层不应出现熔化或沉降,隔热效果不应迅速下降。
5) 安全保护系统。储罐的安全防护系统必须可靠,能实现对储液位、压力的控制和报警,必要时应该有多级保护。
1. LNG储罐的充注条件
对于任何需要充注LNG或其他可燃介的储罐(或管路),如果储罐(或管路)中是空气,不能直接输入LNG,需要对储罐(或管路)进行惰化处理,避免形成天然气一空气的混合物。如储罐(包括管路系统)在首次充注LNG皮卷尺之前和LNG储罐在需要进行内部检修时,修理人员进去作业之前,也不能直接将空气充入充满天然气气氛的储罐内,而是在停止使用以后,先向储罐内充入惰化气体,然后再充入空气。操作人员方能进入储罐内检修。惰化的目的是要用惰性气体将储罐和管路系统内的空气或天然气置换出来,然后才能充注可燃介质。
储罐在首次充注LNG之前,必须经过惰化处理,惰化处理是将惰性气体置换储罐内的空气,
使罐内的气体中的含量达到安全的要求。用于惰化的惰性气体,可以是氮气、二氧化碳等。通常可以用液态氮或液态二氧化碳来产生惰性气体。LNG船上则设置惰性气体发生装置。通常采用变压吸附、氨气裂解和燃油燃烧分离等方法制取惰性气体。表中列出了常见的痰气制取方法。

本文发布于:2024-09-21 16:23:02,感谢您对本站的认可!

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