大型LNG儲罐罐底保冷層結構優(yōu)化研究

從20世紀60年代開(kāi)始，氣開(kāi)始主要以L(fǎng)NG的方式進(jìn)行生產(chǎn)、貿易及運輸，如今LNG已經(jīng)成為氣產(chǎn)業(yè)鏈中相當重要的因素。LNG儲罐是儲存和運輸LNG的重要的設備，由于LNG需要在沸點(diǎn)或以下溫度長(cháng)時(shí)間儲存，為了防止外界熱量漏入，引起LNG汽化，加劇能耗，同時(shí)減少LNG蒸發(fā)量，儲罐的，LNG儲罐具有完善的保冷系統和良好的保冷性能。

目前對于大型LNG儲罐保冷性能的主要集中在儲罐保冷層的建造設計、施工技術(shù)、絕熱計算以及儲罐整體溫度場(chǎng)分布等方面，大部分都是從罐壁保冷材料的選擇及施工工藝等方面來(lái)考慮如何提高儲罐保冷性能。但是，對于罐底保冷層效果的評價(jià)及優(yōu)化設計方面的不夠，通過(guò)優(yōu)化儲罐底部基礎的結構來(lái)提高儲罐保冷性能的是少有涉及。

LNG儲罐彎頂、罐壁和承臺各位置的漏熱量，并了LNG儲罐的總漏熱量及日蒸發(fā)率，進(jìn)而對LNG儲罐的絕熱性能進(jìn)行了，但并未對罐底保冷性能進(jìn)行優(yōu)化。因此，考慮到罐底漏熱量占比較大的情況下，提出通過(guò)分析罐底泡沫玻璃保溫磚厚度與冷損失、蒸發(fā)量的關(guān)系，以及對比兩種儲罐基礎的溫度場(chǎng)分布和漏熱量，為L(cháng)NG儲罐的保冷性能優(yōu)化提供參考。

罐底主要是通過(guò)熱傳導方式進(jìn)行熱傳遞，保冷材料除考慮絕熱效果以外，還應有足夠抗壓強度，以支撐罐體自重、盛裝液體重量以及其它載荷壓力的能力。大型LNG儲罐罐底主要由不銹鋼罐底、混凝土基礎承臺層、罐底絕熱層以及合金鋼外罐組成。對于底部核心部分的絕熱材料，目前使用較多的是泡沫玻璃磚，在正常設計條件下，泡沫玻璃磚抗壓強度值應為實(shí)際承壓強度值的3倍以上，在設計條件下為兩倍，避免壓縮斷裂。此外，底部往往還會(huì )使用瀝青抹面、鋁箔等。為避免罐壁與罐底連接處產(chǎn)生熱橋造成大量的漏熱，通常會(huì )在儲罐底部保冷層和罐壁保冷層交接處額外設計角保冷塊。

LNG低溫儲罐底部罐體內外溫差達140~200℃，遠大于罐外部環(huán)境溫度波動(dòng)，忽略室外空氣溫度波動(dòng)影響，儲罐底部的冷傳遞采用穩態(tài)計算法。底部可看作多層平壁結構傳冷過(guò)程，環(huán)境氣象參數按建設地選取。

柱樁式基礎儲罐罐底由自頂向下分別是由9%Ni鋼鋼板、沙層、泡沫玻璃層和混凝土及底部承臺組成。忽略室外空氣溫度波動(dòng)影響，儲罐底部的冷傳遞采用穩態(tài)計算法。底部可看作多層平壁結構傳熱過(guò)程；環(huán)境氣象參數按建設地選取。

大型立式平底圓筒形落地式LNG儲罐的基礎分為兩種：一種是底部用珍珠巖混凝土與絕熱層結構組合構成，基礎中間預埋加熱管，在儲罐基礎上預設電加熱器或在管中通入熱風(fēng)或熱水。落地式LNG儲罐運行期間，保持電加熱裝置或熱風(fēng)熱水持續工作，以防止土壤受凍鼓起而損壞儲罐。另外一種是可以使用柱樁基礎。大型LNG儲罐被安裝在眾多鋼筋混凝土支柱上，支柱間空氣流通，不需要在底部設置加熱盤(pán)管，落地式的兩種儲罐基礎結構。

液化氣儲罐的規范技能有多種，例如規范技能、結構技能、工藝技能等，下面介紹兩種常用技能：

一、規范技能

液化氣儲罐檢驗有關(guān)的技能性較多。這類(lèi)規范包含：產(chǎn)品規范、工藝規范、資料規范、資料試驗規范、資料驗收規范、零部件規范、工藝質(zhì)量檢測規范等。粗略統計，我國約有20余個(gè)。這些規范是產(chǎn)品質(zhì)量特性的一系列技能參數和規范清晰化的，為特定性的技能文件，它是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的規范。在我國這類(lèi)規范，有國標(GB)、行標(JBYB)等以及企業(yè)規范。

二、結構技能

液化氣儲罐的荷載是內部氣體壓力、風(fēng)荷載及地震效果。在風(fēng)荷載中應考慮風(fēng)振系數。高壓球形罐的風(fēng)荷載體型系數一般可取0.30——0.35。濕式罐的水平地震效果包含水槽和各塔節自重所發(fā)生的地震力，以及水槽內的水因振動(dòng)所引起的動(dòng)水壓力。干式罐的水平地震效果包含筒身自重和活塞分量所發(fā)生的地震力。

液化氣儲罐存在的危險性，需要平常去保養，這樣就能的進(jìn)步運用功率，延伸運用壽命，運轉，以下介紹液化氣儲罐的防范關(guān)鍵：

1.涂上層

堅持液化氣儲罐無(wú)缺的層作業(yè)介質(zhì)對容器本體資料有腐蝕性，可采用涂漆、噴鍍或電鍍和面料等來(lái)進(jìn)行，避免介質(zhì)對容器的腐蝕。

假如層損壞，作業(yè)介質(zhì)將直接觸摸容器壁而發(fā)生腐蝕。要堅持層無(wú)缺無(wú)損，要經(jīng)常檢查層有無(wú)自行脫落、或在裝料和裝置容器內部附件時(shí)被刮落或撞壞。留意檢查面料是否開(kāi)裂或焊縫處是否有滲漏現象。發(fā)現液化氣儲罐層損壞時(shí)，應及時(shí)修補后才干繼續運用。

2.化學(xué)腐蝕要素

只在某種特定條件下才會(huì )對液化氣儲罐本體資料發(fā)生化學(xué)腐蝕，要力這種能引起液化氣儲罐化學(xué)腐蝕的要素。

如盛裝氧氣的液化氣儲罐，常因氧氣中帶有較多的水分而在容器底部積水，構成水和氧氣交界面嚴峻腐蝕。要避免這種部分腐蝕，較好使氧氣通過(guò)枯燥，或許在容器運轉過(guò)程中經(jīng)常排放容器的積水。