天然氣儲罐外罐設計及保冷技巧

[一]、LNG儲罐的外罐設計

天然氣儲罐外罐設計應用的標準為API620。單容罐的外罐僅承裝保冷材料及蒸發(fā)氣體，而不需要裝載低溫液體，因此外罐的設計要求與普通的常溫儲罐類(lèi)似。

一、外罐基礎

LNG儲罐下部的土壤溫度過(guò)低、土壤凍結、土壤中形成冰層(主要針對鉆土類(lèi)土壤)以及冰層增厚都會(huì )引起巨大的膨脹力，這些膨脹力產(chǎn)生的抬升力會(huì )危害儲罐及其部件，如泵吸入口接管設置在罐底的儲罐。為防止此類(lèi)危害的發(fā)生，儲罐基礎一般采用帶加熱系統的基礎或架空的混凝土承臺。由于20000m3低溫儲罐的總重較小，天然氣儲罐基礎采用架空的混凝土承臺，既便于生產(chǎn)操作及維護，又節省建設投資。

二、罐體的設計

外罐的設計應考慮到包括建造、試驗、置換預冷、正常操作及檢修等各個(gè)方面。主要的外加載荷有：

(1)內壓和由操作引起的真空分壓；

(2)從空罐到充滿(mǎn)較大氣體壓力的儲罐本體與規定介質(zhì)的重量；

(3)局部和全部的支撐系統，另要預計來(lái)自基礎條件的影響；

(4)平臺和梯子的支架以及氣候條件變化(如過(guò)量的雪)等產(chǎn)生的附加載荷；

(5)風(fēng)載或規定的載荷；

(6)管道連接引起的載荷；

(7)所有保冷材料的重量。

[二]、LNG儲罐的保冷設計

液化天然氣儲罐保冷設計的目的是滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)要求，保持和發(fā)揮生產(chǎn)能力，減少冷損，節約能源，防止儲罐外壁表面凝露，改變工作環(huán)境。低溫儲罐保冷結構先要考慮儲存低溫液體的保冷隔熱性，針對不同的存儲條件，而相應采用不同的結構和保溫材料。

對于儲罐頂部的保冷設計，因保冷材料覆蓋在內罐吊頂之上，無(wú)需承受設備和蒸發(fā)氣體的壓力(僅承受保溫材料自身的重量)，保冷材料應具有導熱系數低、密度小的特點(diǎn)。低溫天然氣儲罐內罐頂上部為玻璃棉，保冷厚度為500mm，分5層鋪設安裝，較上面一層玻璃棉外側帶鋁箔，以防止膨脹珍珠巖或其他雜質(zhì)通過(guò)縫隙進(jìn)入內罐。

內外壁夾層選擇膨脹珍珠巖為保冷材料，側壁保冷因采用膨脹珍珠巖。充注低溫液體的儲罐降溫后，內罐收縮會(huì )使得儲罐側壁上部及邊緣區域填充的膨脹珍珠巖不足，而低溫儲罐在預冷后無(wú)法二次充填膨脹珍珠巖。為防止濕空氣進(jìn)入，采用在儲罐內罐的外壁增加一層彈性保溫玻璃纖維氈的方法，可避免珍珠巖的二次填充，并減小珍珠巖對內罐壁的壓力。

液化天然氣儲罐底部保冷材料和保冷結構設計，不但要保證將儲罐的冷損降至較小，而且保冷材料抗壓強度還要能承受內罐、低溫液體的總重量和氣相壓力。在20000m3低溫儲罐設計和建造中，根據儲罐底部各個(gè)部位承受的壓力不同及較大限度降低冷損失率的原則，將底部隔熱保溫結構分成承壓圈和環(huán)兩部分，并采用不同的保冷材料。承壓圈是承受內罐重量的主要構件，對其強度要求相對較高，因此采用混凝土與玻璃磚的復合結構作為承壓圈保冷材料。對于底部部分，單獨使用玻璃磚即可滿(mǎn)足其強度及保冷的設計要求。