乡村社会学
摘要：21世纪以来，随着我国能源结构格局的变化，LNG发展已经成为我国能源开发利用的重要目标。目前我国在LNG的应用上还处于发展阶段，且大型LNG储罐有着容积大，储存LNG多的特点，故LNG安全的储存非常重要。本篇论文根据LNG的理化及储存特性，从涉及储罐结构、试车和安全的技术环节出发，对其整个系统做出了研究。
关键词：LNG；BOG；LNG储罐；安全技术；措施
主要名词解释：
LNG：LNG是液化天然气的英文简称（Liquefied Natural Gas）。它是天然气在标准大气压且温度在-162℃的产物。
BOG：BOG是液化天然气在吸收环境温度或温度压力发生变化时产生的蒸发气，温度较低，组分以甲烷为主，还有部分氮气、乙烷在其中。LNG接收站中BOG的主要来源是储罐的日蒸发。
目前我国最大的LNG储罐容积已达到27万方，并于2022年5月在青岛成功完成气顶升。1996年国内第一座LNG接收站在台湾建成。进入21世纪以后，中海油、中石油、中石化，国家管网，四大集团公司分别在广东、广西、海南、福建、浙江、上海、山东、辽宁、江苏等沿海省份建立或筹建大型LNG接收站。
1 LNG储罐的演变[1]
LNG储罐在发展的过程中，共出现过四类罐型。
单容式储罐由一个储存液体介质的容器组成（液体主容器），该液体主容器是钢制圆筒形自支撑储罐。单容式储罐由耐低温钢内壁、碳钢罐顶、铝合金吊顶、碳钢外壁及内外壁之间的保温层等组成。碳钢外层壁不接触低温液体介质，只有9%Ni钢内壁接触低温液体介质。单容式储罐外围设有防外溢堤，以限制储罐破损时低温介质外溢。单容式储罐由于安全性较差，近年来建造比较少。 1.2 双容式
双容式储罐与单容式储罐非常相似，相当于一个单容式储罐，在一个具有液体密封性的次容器内建造。与单容式储罐相比，只不过用预应力钢筋混凝土外壁或钢制外壁代替防外溢堤，并且预应力钢筋混凝土外壁或钢制外壁可以承受低温介质的压力，以限制储罐破损时低温介质的外溢。预应力钢筋混凝土外壁或钢制外壁虽然增加了储罐的造价，但减少了占地面积，因为防外溢堤范围被大大减小。如果内罐破损，预应力钢筋混凝土外壁或钢制外壁可以限制低温介质的外溢，只有内外壁之间的间隙存在介质蒸气。
1.3全容式
全容式储罐由一个主容器和一个次容器组成，主容器为钢制自支撑单壁储罐，盛装液体介质；次容器为带有拱顶的自支撑钢制或预应力钢筋混凝土储罐，在正常操作状态下，作为储罐气体的主要储存容器，并支撑主容器的保冷材料，在主容器泄漏时，盛装全部低温液体介质，并从结构上保持气密性。内罐和外罐之间的气相空间是密闭的。通常情况下，这种储罐的罐顶和外壁一样，采用预应力钢筋混凝土结构。外壁和外层顶都能够包容液态低温介质及其所产生的蒸气。由于混凝土顶比较重，储罐允许的设计内压取值可以较大，达到29KPa。
1.4 薄膜式
薄膜式储罐是在具有内保温的预应力钢筋混凝土罐内衬不锈钢薄膜。罐内低温液态介质的压力完全由预应力钢筋混凝土罐承担，不锈钢薄膜内衬仅起密封的传递载荷的作用。不锈钢薄膜内衬必须具有随温度变化而延展的性能。目前已建成的地上薄膜式储罐容量已达20万立方米。
全容式储罐的建造成本高于单容式储罐，但操作费用低于单容式储罐。同时单容式储罐的蒸发气处理系统和消防系统建造费用高于全容式储罐。在安全性上，全容式储罐的安全性高于单容式和双容式储罐。从目前的技术发展来看，全容式储罐越来越普遍使用。综合考虑使用安全性、建造费用、操作费用、占地面积要求、接收站场地条件以及建设期等因素，通常采用地上全容式预应力混凝土储罐。
2 大型全容式LNG储罐的结构及安全技术[2,3]
本章节将从LNG的理化特性及安全注意事项、安全系统、安全附件和安全仪表五部分进行说明。
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2.1LNG储罐的安全系统、安全附件和安全仪表
田喜荣2.1.1 LNG储罐的液位控制
每台LNG储罐设有液位控制的仪表，用来采集储罐液位信息并实施监控和联锁，包括两套伺服液位计，其功能为储罐液位高或低时发出报警；另有一套雷达液位计，其功能为触发储罐液位高高或低低时的联锁，关断工艺流程或相关阀门。每个罐还设有一套LTD仪表，可完成储罐垂直方向内的液位、密度、温度的连续测量。当罐内LNG温差超过 0.3℃或密度差超过 0.8kg/m3 时，则出现分层报警，此时可以启动罐内泵回流流程，选上进液进入储罐，对LNG进行均匀搅拌，有效预防LNG储罐的翻滚。
中国渔业政务网2.1.2 LNG储罐的温度控制
每台储罐安装的2台伺服液位计上各有1支平均温度计，每支平均温度计可测12点，一般8个测温点即可满足要求，2支平均温度计上的16点温度错位分布，可以测量16个层面的LNG温度。
LNG罐采用共计41个检测点进行表面温度检测，分别检测罐底、内罐外壁、热角保护的温
树立和落实科学发展观度，所有的表面温度信号可以直接连接到储罐监控子系统的现场总线上，一旦发生泄漏，及时报警,直至触发消防系统。
2.1.3 LNG储罐的压力控制
储罐的压力控制分为超压保护、正常操作压力调节和负压保护三部分。
（1）超压保护：当储罐压力达到26KPa时，导通排火炬流程，所有超压气体排放火炬燃烧；在储罐压力达到27.5KPa时，出现高高压力报警（ESD），联锁关闭卸船管道上的切断阀，停止卸船，同时切断BOG返回储罐流程；当储罐压力达到29KPa时，设定点PSV安全阀打开，超压气体排放大气；当储罐压力达到31.9KPa时，罐顶4台PSV安全阀全部打开，超压气体排放大气。
（2）正常操作压力调节：当储罐压力在5-22KPa时，属于正常操作压力，通常使用BOG压缩机负荷调节来控制储罐压力，当储罐压力超过22KPa时，接收站会启动生产异常相应，开大BOG压缩机负荷，暂停接卸船，排查BOG处理流程是否运行正常，尽快调节储罐压力低于22KPa。
亲核反应（3）负压保护：当储罐压力低至3KPa时，关闭所有BOG压缩机；当储罐压力低至2.5KPa时，出现低低压力报警（ESD），联锁停所有BOG压缩机、LNG罐内泵及关闭相关联锁阀门；当储罐压力低至2KPa时，打开外输管线上的返回补气线的控制阀，开始给储罐补气；当储罐压力低至-0.22KPa时，5台VSV破真空安全阀打开，向储罐内部补充空气。
2.1.4 储罐F&GS系统简介
F＆GS（ Fire & Gas System）是针对火灾和气体探测的安全管理系统，通过对现场的消防按钮、烟、火、可燃气体、有毒气体的检测信号的采集，探测和报告火情、危险气体及泄漏，以便及时采取相应措施，例如声光报警、隔离生产设备，启动消防泵、阀，开启泡沫或消防喷淋装置。
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