大型LNG儲罐結構及保冷性能研究

自然界中以原有形式存在的、未經(jīng)加工轉換的能量資源稱(chēng)為一次能源或能源。石油、煤和氣是當今世界一次能源的三大支柱，氣在世界能源結構中位居位，所占比例已經(jīng)超過(guò)24%。近年來(lái)隨著(zhù)世界經(jīng)濟的發(fā)展和人口數量的急劇增長(cháng)，能源的需求量也在口益增長(cháng)，同時(shí)煤與石油的價(jià)格不斷上漲并造成嚴重的環(huán)境問(wèn)題，能源結構逐步發(fā)生了變化，氣作為一種清潔的能源已被廣泛應用于燃料、發(fā)電、熱泵和燃料電池等。據世界能源專(zhuān)家預測，大約在2020年以后，氣在世界能源結構中的比重將會(huì )超過(guò)石油，成為世界一大能源，21世紀將成為“氣的世紀”。

LNG(LiquefiedNaturalGas)是氣工業(yè)的重要組成部分，它是將氣田生產(chǎn)的氣經(jīng)過(guò)凈化(脫水、脫烴和脫酸性氣體)處理后，采用節流、膨脹和外加冷源制冷的工藝使甲烷液化而形成的。LNG是氣的一種的儲存和運輸狀態(tài)，它有利于氣的遠距離運輸、有利于邊遠地區氣的回收和降低氣的儲存成本，同時(shí)由于氣在液化前進(jìn)行了凈化分離，所以它比管道輸送的氣為潔凈。LNG產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)主要集中體現在四個(gè)方面：LNG用作氣體燃料比CNG和LPG性能；用作城市燃氣是一種清潔的能源，LNG與其它能源相比環(huán)境效益和能源利用效率都較高；用作化工原料可經(jīng)過(guò)直接或間接轉化生成合成氨、甲醇和烯烴等產(chǎn)品；用作燃料發(fā)電比燒煤發(fā)電具有高的利用效率和社會(huì )經(jīng)濟效益。

自2004年以來(lái)原油價(jià)格居高不下，導致LNG需求量增長(cháng)，各國對LNG資源的爭奪也口趨激烈。在新的市場(chǎng)環(huán)境下，為能源供應多元化和能源消費結構，一些能源消費大國越來(lái)越重視LNG的引進(jìn)，大石油公司也紛紛將其利潤增長(cháng)點(diǎn)轉向LNG行業(yè)，LNG將成為石油之后的下一個(gè)爭奪的能源商品，目前LNG是增長(cháng)較快的一次能源。在石油價(jià)格居高不下的形式之下，我國的能源危機越發(fā)顯得嚴重，改革開(kāi)放30年來(lái)，我國的經(jīng)濟有了很大的發(fā)展，當前經(jīng)濟持續的發(fā)展勢頭仍在繼續，但是經(jīng)濟發(fā)展的能源動(dòng)力卻相對緊缺。隨著(zhù)對能源需求的不斷增長(cháng)，擴大LNG在能源中的占有量對優(yōu)化我國的能源結構，解決能源供應和生態(tài)環(huán)境保護的雙重問(wèn)題，實(shí)現經(jīng)濟和社會(huì )的可持續發(fā)展發(fā)揮重要作用。

在標準大氣壓下，氣冷卻至約-162℃時(shí)會(huì )發(fā)生液化，此液態(tài)形式的氣稱(chēng)為液化氣。LNG無(wú)色、無(wú)味、且無(wú)腐蝕性，是多種物質(zhì)的混合物，其主要成分是甲烷，也包括量的乙烷、丙烷和重質(zhì)碳氫化合物，是公認的地球上較潔凈的能源。

LNG的燃點(diǎn)為650℃，在空氣中的爆炸限為4.7~15.0%。LNG一旦泄漏，將氣化成為氣體并向周?chē)鷶U散，因大量吸熱致使周?chē)諝鉁囟冉档?，大氣中的水蒸氣?huì )冷凝成霧。氣與空氣混合形成可燃 氣體混合物霧團，此霧團通常是可見(jiàn)的，可以作為可燃性云團的示蹤物，指示出云團的范圍，實(shí)際可燃性云團范圍還要大一些，能隨風(fēng)向遠處和天空擴散。當云團中氣體積分數在5~15%范圍內遇明火時(shí)，云團中的氣會(huì )處于低速燃燒狀態(tài)，形成的壓力不超過(guò)5KPa，一般不會(huì )造成很大的爆炸危害。云團的化學(xué)性質(zhì)穩定，與空氣、水和其它液化氣產(chǎn)品在化學(xué)上相容不會(huì )引起危險反應，與氯可能有危險反應。人體在接觸到泄露的LNG后會(huì )被嚴重，的蒸氣會(huì )使人暈眩困倦，還可能會(huì )造成空間缺氧從而使人窒息。

氣在低溫液化過(guò)程中已經(jīng)脫除了硫等雜質(zhì)，因此在燃燒過(guò)程中基本不排放二氧化硫和硫化氫等影響呼吸系統健康的氣體及可吸入的懸浮微粒，其它氣體的排放量也比石油和煤少很多，如氮氧化物僅為煤的20%、石油的50%，二氧化碳僅為煤的57%、石油的70%。因此，用LNG作燃料可的降低酸雨的形成并且不易造成溫室效應。液化氣是目前較理想、較切實(shí)際和較具前途的新興能源。

作為L(cháng)NG主要成分的甲烷，它本身是一種可燃的氣體。甲烷對人體基本副作用，但濃度過(guò)高時(shí)，會(huì )造成空氣中氧含量明顯降低而使人窒息。當空氣中甲烷濃度達到25-30%時(shí)，可引起、乏力、頭暈、呼吸和心跳加速等癥狀。若不及時(shí)遠離，可導致窒息死亡。

LNG儲罐是一種用于儲存各種低溫液體的壓力容器，因此它的運用規矩，應該全部思考氣體危險特性、低溫維護作用、周?chē)h(huán)境狀況、壓力容器特性等要素。 那么，低溫儲罐的具體運用規矩又是怎么的呢？

1、設備品種和距離

低溫罐出產(chǎn)品種是乙類(lèi)，較低耐火等級二級。低溫罐間的距離，應不小于相鄰兩罐中較大罐的直徑的一半。容積小于等于50m3的氧氣儲罐與其運用廠(chǎng)房的距離不限。氮氣、氬氣儲罐的距離應滿(mǎn)足施工和修補懇求，且不宜小于2m。

2、防雷

低溫罐的區域要有防雷接地裝置，每年要約請有天資單位定期檢查接地電阻。低溫儲罐上的設備、管道、閥門(mén)上的法蘭聯(lián)接和螺紋聯(lián)接處，應選用金屬導線(xiàn)跨接，其跨連電阻應小于0.03Ω。

樹(shù)立嚴厲的低溫鋼材料的發(fā)放、收回以及現場(chǎng)處理準則，關(guān)于低溫壓力容器的制造來(lái)講是的方法。特別在制造現場(chǎng)，因為低溫鋼材與一般鋼材簡(jiǎn)略稠濁，如不嚴加處答理留下很大的事故隱患。低溫鋼材和焊條應專(zhuān)人專(zhuān)庫處理，經(jīng)技能交底后，施工人員和相關(guān)處理人員應熟識低溫鋼材和焊條的標識，以防與其他鋼材稠濁。材料進(jìn)出庫要記載臺帳，剩余材料要及時(shí)進(jìn)行標識移植。低溫鋼材表面質(zhì)量懇求高，低溫鋼材儲運過(guò)程中應維護好表面并選用色標進(jìn)行標識。下料、切開(kāi)應在材料處理人員監督下進(jìn)行，并及時(shí)進(jìn)行色標移植，低溫鋼材表而不允許打鋼印作標識。鋼板材、半成品按批號、規范分類(lèi)上架堆積，預制，加工成形的材料用胎具支架存放，禁止低溫鋼材料特別是焊接材料直接置于地上。支架離地上和墻面的距離不該小于300mm 。焊條庫設置符合相關(guān)焊材處理規矩，庫內溫度不得低于10℃ ，相對濕度不大于60% ，并做好記載。焊條運用前按規矩溫度烘干2 小時(shí)，烘干后放置于恒溫單調箱內（100——150℃）。