LNG儲罐冷卻流程進(jìn)行分析及冷卻速率

　　目前我國大型LNG接收站中的儲罐均為全包容式，低溫儲罐是 LNG接收站的核心設備，也是 單體建造費用較高的裝置。LNG儲罐的造價(jià)約占整個(gè)LNG接收站總投資的三分之一，其高昂的造價(jià)也影響了我國LNG行業(yè)的發(fā)展。如果LNG儲罐投用過(guò)程中某個(gè)環(huán)節技術(shù)不成熟，損失是 相當慘重的。對大連LNG接收站全包容式混凝土頂LNG儲罐的整個(gè)冷卻流程進(jìn)行分析，以期為今后大型LNG儲罐冷卻投用提供經(jīng)驗。 

　　全包容式混凝土頂LNG儲罐主要由預應力鋼筋混凝土外罐、金屬Ni9鋼內罐、外罐內側底部熱角 保護系統、內外罐之間和吊頂板的保冷系統以及工藝儀表等配套系統組成。 

　　大連LNG接收站全包容式混凝土頂罐，其內罐凈工作容積為160000m3，內罐直徑為80m，內罐高度為38.5m，外罐內徑為82m，外罐外徑為83.6m，外罐總高度為49.9m，罐體總高度為52.8m?；A采用架空型樁基礎形式，樁基數為360根。外罐壁現澆筑預應力低溫鋼筋混凝土，混凝土標號為C50，鋼筋為低溫鋼筋，預應力體系主要包括預應力鋼絞線(xiàn)、預應力波紋管及預應力錨座，采用后張拉法。外罐彎頂由金屬拱頂及其上澆筑的C40混凝土組成，曲率半徑約為82m。內罐和外罐均具有單獨儲存LNG的功能。儲罐的設計壓力為一0.5~29kPa。大型全包容式LNG儲罐的建設周期一般在3年左右，在裝置機械竣工后，需要對LNG儲罐進(jìn)行水壓試驗、除明水、氣密試驗、儲罐干燥和氮氣置換等預調試工作，之后進(jìn)行LNG儲罐預冷調試工作，所有調試工作完成后，LNG儲罐正式投入運行。 

　　BOG氣體主要由LNG儲罐進(jìn)料管道的預冷和充液過(guò)程提供。LNG儲罐冷卻前需要對卸料總管道進(jìn)行冷卻，以避免管道上下溫差過(guò)大使管道拱起，其產(chǎn)生過(guò)大的應力會(huì )損壞管道或管道支架及附屬系統，而且如此大的應力也會(huì )損壞儲罐及其附屬系統，進(jìn)而出現氣或LNG泄漏，發(fā)生事故。因此，在管道冷卻過(guò)程中需要嚴格控制溫降速度，借鑒已經(jīng)投用儲罐的冷卻經(jīng)驗，冷卻速率不能超過(guò)10℃/h，管道上下表面溫差不能超過(guò)50℃。為了減少管道因冷卻產(chǎn)生的應力過(guò)大造成變形過(guò)大，冷卻條件，需要加裝臨時(shí)汽化器和混合器。 

　　通過(guò)調解汽化器與混合器，獲得溫度合適的BOG來(lái)預冷卸料總管。供給汽化器的LNG來(lái)自接收站已經(jīng)投用的卸船總管。通過(guò)冷卻卸料總管直接將BOG注入LNG儲罐，同時(shí)對儲罐進(jìn)行BOG置換。待LNG卸料總管預冷達標后可對LNG管道進(jìn)行LNG填充，此過(guò)程中如果儲罐BOG置換沒(méi)有達標，仍正常進(jìn)行置換。待儲罐BOG置換完成，可將儲罐與接收站內BOG系統打通，進(jìn)行LNG氣儲罐的預冷，置換與預冷沒(méi)有嚴格的界限，在BOG置換過(guò)程中需要觀(guān)察儲罐內各個(gè)溫度檢測點(diǎn)的溫度變化，待儲罐內各個(gè)溫度檢測點(diǎn)均達到預冷所要求的溫度后，對LNG儲罐分步驟注入LNG液體。達到所要求的液位時(shí)，靜置檢查儲罐各個(gè)管道以及設備，若沒(méi)有問(wèn)題，則標志著(zhù)儲罐已經(jīng)進(jìn)入投用狀態(tài)。 

　　儲罐冷卻過(guò)程中需要監控的數據主要包括罐壁與罐底溫度、冷卻速率、LNG噴淋流量、儲罐壓力等參數，其中LNG噴淋流量、各個(gè)監測點(diǎn)溫度變化、溫降速率是 控制的，因此僅對LNG儲罐溫度變化情況與冷卻噴淋流量做相關(guān)分析。 

　　儲罐冷卻前罐底平均溫度為9.48℃，冷卻結束為一150.54℃，整個(gè)冷卻過(guò)程持續了逾90h，溫降曲線(xiàn)非 常平滑，基本沒(méi)有波動(dòng)。從溫降速率曲線(xiàn)，溫降速率基本維持在2℃/h左右，較大溫降速率在第67h為2.67℃/h。