LNG低溫儲罐發(fā)展要求及設計形式

液化氣(LNG)是經(jīng)凈化、壓縮、升溫后的液態(tài)氣，經(jīng)液化其體積可縮小為原來(lái)的1/600。氣因其具有低污染、低消耗、燃燒、抗爆性好，液化后方便長(cháng)距離運輸、儲存率高、占地少等優(yōu)點(diǎn)而受到世界各國青睞，近年LNG項目進(jìn)入大規模建設時(shí)期。LNG低溫儲罐是LNG儲存運輸過(guò)程中關(guān)鍵的核心設備，也是投資較多的設備。隨著(zhù)世界各國對LNG需求量的日益增加，為兼顧儲罐的經(jīng)濟性和其建造技術(shù)，LNG儲罐的大型化是必然的趨勢。然而因LNG的超低溫性能和可燃性，加之LNG低溫儲罐建造的復雜性和施工困難性，其建造技術(shù)一直被少數企業(yè)壟斷。因此，增加LNG低溫儲罐的知識儲備，在我國現已投產(chǎn)的LNG低溫基礎上，總結大型低溫大型LNG低溫儲罐建造技術(shù)，對加快我國自主大型LNG低溫儲罐的建造有重要意義。

1LNG低溫儲罐的要求

1.1耐低溫

氣儲存可大致分為兩種，一種是常壓低溫，另一種是高壓常溫。與高壓儲存相比，常壓低溫的性較高，且可降低罐體的厚度，所以通常選擇常壓低溫的儲存方式。常壓下LNG的沸點(diǎn)為-162℃，這就要求儲罐要具備良好的耐低溫和保冷性能。

1.2性高

冷藏的LNG一旦發(fā)生泄露，其氣化量約為液態(tài)下的300倍，在空氣中形成自動(dòng)引爆的氣團，非常危險。所以，LNG低溫儲罐的相應設計標準中都對其性作出了嚴格要求。

1.3好

大型LNG低溫儲罐屬于設防類(lèi)建筑，對其要求為在地震載荷作用下既小裂也小倒，這就要求為嚴格的實(shí)驗和為的罐體結構。

1.4施工要求嚴格

儲罐所有焊縫除需要進(jìn)行100%的MT檢測外還要附加100%真空氣密性檢測，此外，內罐的罐壁板焊縫還要求100%的RT檢測。對于混凝土外罐要求能抵御一般性擊打和較高的抗壓及抗拉性能。

2LNG低溫儲罐設計中的難點(diǎn)

LNG低溫儲罐設計中存在以下難點(diǎn)：LNG由于內壓、地震和風(fēng)載荷引起的舉升力導致儲罐管體小穩定；罐壁與罐底的角焊縫處應力值較高、受力情況復雜，而且應力值隨著(zhù)液位高度的變化而發(fā)生變化。如上述區域存在缺陷，容易導致發(fā)生事故。此外，罐壁底邊緣板和罐壁板的受力也較大，應引起足夠重視；罐體強度計算中的腐蝕余量?jì)H為罐內介質(zhì)均勻腐蝕時(shí)的裕度，而沒(méi)有考慮沉積在罐底介質(zhì)中所含雜質(zhì)所造成的腐蝕。

3LNG低溫儲罐的形式

大型LNG低溫儲罐一般可分為四種類(lèi)型：?jiǎn)稳莨?、雙容罐、全容罐及薄膜罐。單容罐又可分為單壁罐和雙壁罐，雙壁罐的內壁材質(zhì)一般為含9%的合金鋼，外壁為普通碳鋼，中問(wèn)為保冷層，外壁小耐低溫僅起到保護保冷層的作用，在內壁發(fā)生泄漏后小能起到防護作用。因此，雙壁罐易泄露。雙壁罐對裝卸LNG時(shí)參數穩定性和檢測要求較高，而且罐問(wèn)保持較大的距離，還需另設置圍堰，以控制內罐泄漏時(shí)LNG的擴散。這就增加了雙壁罐的運營(yíng)成本和占地面積。該種儲罐在早期的LNG工程中大量采用，目前已較少使用。

雙容罐的內外罐壁均耐低溫，當內罐發(fā)生泄漏時(shí)，外罐壁能夠阻比氣體泄漏到大氣中，性較單容罐有較大提升。此外，罐與罐、罐與其他設備問(wèn)的距離也縮短，減少了占地面積。但因雙容罐結構較單容罐復雜的多，其制造、安裝周期也較單容罐長(cháng)，造價(jià)較單容罐高。

全容罐按其外罐和罐頂材質(zhì)的小同又可分為雙金屬全容罐和預應力混凝土全容罐。兩種全容罐的內罐材質(zhì)均為9%Ni鋼，雙金屬全容罐外壁和頂蓋為鋼結構，預應力混凝土全容罐外壁和頂蓋為預應力混凝土。當內罐發(fā)生泄漏時(shí)，外罐可以?xún)Υ嫘孤┑腖NG及蒸發(fā)氣，起到了雙層保護的作用。且該種罐的氣密性較好，LNG及蒸發(fā)氣的揮發(fā)量小，使得其距離也較小。此外，又因為預應力混凝土罐操作壓力較高，操作方便，所以較雙金屬全容罐，預應力混凝土罐應用為普遍。

薄膜儲罐是多用于地下罐，內罐壁為小銹鋼薄膜，外罐為預應力混凝土，中問(wèn)層為保冷層。與全容罐小同的是內罐體為盛LNG的薄膜，壓力由預應力混凝土外罐壁承受。薄膜儲罐的和性校核，但其成本相對較高，施工周期也比較長(cháng)。國內LNG儲罐選址一般避開(kāi)地震帶，薄膜罐的使用案例在國內并小多見(jiàn)。

4LNG儲罐發(fā)展趨勢

近年來(lái)，隨著(zhù)LNG低溫儲罐在設計、材料、施工等技術(shù)方而取得了長(cháng)足進(jìn)步，使得LNG低溫儲罐的大型化成為可能。儲罐的大型化是大勢所趨，因其大型化有以下優(yōu)點(diǎn)：大型儲罐較等容積的多個(gè)小型儲罐占地面積小、蒸發(fā)率低，罐總數少，方便罐區的運行管理及維修，同時(shí)儲罐的大型化還能節約材料，降低成本。此外，LNG運輸船的容積和數量的增加也迫使儲罐大型化。