LNG儲罐的安全運行問(wèn)題及可靠性能

在LNG儲運過(guò)程中，由于LNG的低溫特性及LNG儲罐隔熱材料性能的局限性，環(huán)境向LNG儲罐內漏熱會(huì )引起罐內低溫介質(zhì)的內能增加、溫度上升、壓力升高。當LNG儲罐內壓力達到限值后，LNG儲罐的閥打開(kāi)，釋放掉一部分蒸發(fā)氣體，以L(fǎng)NG儲罐的。把LNG儲罐內的蒸發(fā)氣體釋放到空氣中，不僅會(huì )增加儲運成本，還可能會(huì )給環(huán)境帶來(lái)隱患。這就需要對LNG儲罐內的壓力、溫度及蒸發(fā)率特性加以分析，以便節約資源。20世紀60年代，Neff首先指出：封閉儲罐中壓力的上升是低溫液體儲存所面臨的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，容器中壓力可以通過(guò)儲罐中的溫度來(lái)計算。容器中的實(shí)際壓力大于基于平均液體溫度而計算的壓力。

LNG儲罐中蒸發(fā)率隨初始充滿(mǎn)率的增大而減小，并且開(kāi)始減小比較快。在初始蒸發(fā)率約為0.90時(shí)，蒸發(fā)率出現負值，即存在氣體再液化的現象，這是因為通常所說(shuō)的蒸發(fā)率是LNG儲罐內液相蒸發(fā)和氣相冷凝的綜合，是蒸發(fā)率，LNG儲罐內儲液在蒸發(fā)的同時(shí)，氣相部分也不斷冷凝，在此過(guò)程中，蒸發(fā)速率與冷凝速率相互作用，影響著(zhù)蒸發(fā)率的大小。在初始階段，LNG儲罐內的壓力較低，LNG的沸點(diǎn)也較低，因氣液相溫差較小，所以液相的蒸發(fā)速率大于氣相的冷凝速率，蒸發(fā)率為正值；隨著(zhù)LNG儲罐內壓力增大，LNG的沸點(diǎn)升高，部分儲液處于過(guò)冷狀態(tài)，這樣環(huán)境漏熱部分用于增加過(guò)冷儲液的內能，而不是全部用于蒸發(fā)，所以液相的蒸發(fā)速度減??；同時(shí)，因為壓力升高導致液相過(guò)冷，增大了氣液相的溫差，這樣加快了過(guò)熱氣體在氣液界面的冷凝速率，當LNG儲罐內壓力上升到程度后，LNG儲罐內液相的蒸發(fā)速率開(kāi)始小于氣相的冷凝速率，此時(shí)蒸發(fā)率就開(kāi)始變?yōu)樨撝?；隨著(zhù)充滿(mǎn)率的增加，溫差變化趨于減小，升壓速率越來(lái)越慢，當初始充滿(mǎn)率接近92.7%時(shí)，LNG儲罐內壓力急劇下降，原因是過(guò)高的初始充滿(mǎn)率易造成LNG儲罐處于負壓狀態(tài)，對LNG儲存為不利。故合理的初始充滿(mǎn)率對密閉LNG儲罐的儲存時(shí)間為重要，解決的辦法是LNG儲罐儲存壓力保持為0.1MPa。

運行時(shí)，打開(kāi)增壓器氣相低溫閥，當LNG儲罐壓力低于設定壓力0.1MPa時(shí)，調節閥開(kāi)啟，LNG進(jìn)入增壓器，在增壓器中與空氣換熱，氣化為NG，進(jìn)入罐內，使氣相壓力變大，從而將LNG儲罐壓力維持在0.1MPa。隨著(zhù)LNG的不斷流出，罐內液位不斷下降，氣相空間不斷變大，壓力不斷降低，這樣，通過(guò)增壓器不斷氣化LNG來(lái)補充罐內壓力，以維持LNG儲罐的壓力不變。

lng儲罐在使用的時(shí)候要注意，從設計、制造到使用的各個(gè)環(huán)節中，應從設計、制造到使用過(guò)程的整個(gè)體系的各個(gè)環(huán)節都采取的措施。

(1)材料選擇。實(shí)踐證明，材料強度越高，發(fā)生應力腐蝕的可能性越大。但不發(fā)生應力腐蝕的較低強度限與雜質(zhì)含量及特性、應力大小、操作速度等因素有關(guān)。為了防止應力腐蝕，在綜合考慮操作壓力、殘余應力以及性和經(jīng)濟性的情況下，應盡可能選用強度較低的鋼材。

(2)采用合理的結構和焊接工藝。結構上應避免焊縫過(guò)多、過(guò)于集中、焊縫不對稱(chēng)、焊縫交叉和焊接順序不合理等造成的應力集中。制造時(shí)應避免組焊，防止咬邊、錯邊等缺陷，與介質(zhì)接觸的表面盡量光滑。制造完成后，應進(jìn)行退火熱處理以去除焊后殘余熱應力。正確的焊后熱處理可以降低制造過(guò)程中的殘余應力，并可以降低焊接熱影響區的峰值硬度。

(3)對投入使用前的新儲罐，應里面的空氣；在充裝、排料及檢修等過(guò)程中，采取的措施避免帶進(jìn)任何空氣。對大型儲罐應連續冷凝氨蒸氣，而不凝氣體大部分是空氣，應將其排出。對較小的設備用抽氣或蒸騰除去儲罐里面的空氣?？傊?，儲罐里面的空氣污染，可以地防止應力腐蝕。

(4)新投用的儲罐，應按規定進(jìn)行內外部檢驗并進(jìn)行周期性的定期檢驗。對液、氣相界面、引收弧處及T型接頭等易腐蝕部位應檢驗；對液面以下所有焊縫應進(jìn)行100%磁粉或超聲波探傷，若條件允許，應對所有焊縫進(jìn)行100%磁粉探傷。

(5)定期檢測液氨濃度和含水率，發(fā)現水分低于臨界濃度應及時(shí)補充水分，使含水率始終保持在012%～1%的范圍。

LNG儲罐使用時(shí)要輕拿輕放，防止碰撞擠壓，不可以在地面拖拉移動(dòng)時(shí)，要抬起來(lái)不用時(shí)液化氣儲罐要存放在干燥、透風(fēng)良好的房間，防止濕潤。

要隨時(shí)的檢查液化氣儲罐頸塞和頸塞小溝，及時(shí)的除掉頸塞上的結冰，頸塞上不能放置塑料布等等物質(zhì)，增加封鎖性，在液化氣儲罐的使用機能。當發(fā)現液氮消耗速渡過(guò)快或者在液化氣儲罐頸口的附近附有水珠、泛起白霜時(shí)，即表示罐的絕緣機能失調了，不能保留液氮。液化氣儲罐內放置標本要做好標記的，取放時(shí)要穩、準、快。

液態(tài)的二氧 化碳是一種制冷劑，可以用來(lái)保藏食品，也可用于人工降雨。它還是一種工業(yè)原料，可用于制純堿、尿素和汽水。液體二氧 化碳還應用于冷卻劑、焊接、鑄造工業(yè)、清涼飲料、滅火劑、碳酸鹽類(lèi)的制造、殺蟲(chóng)劑、氧 化防止劑、植物生長(cháng)劑、發(fā)酵工業(yè)、制糖工業(yè)、膠及動(dòng)物膠制造等。

　操作人員要做到經(jīng)常巡視，巡視時(shí)要觀(guān)察液化氣儲罐內壓力、管道壓力、皮圈有無(wú)漏氣、排水閥是否關(guān)嚴實(shí)，倒汽閥有無(wú)關(guān)緊、排氣閥有無(wú)關(guān)閉；恒壓時(shí)要及時(shí)關(guān)閉主汽閥門(mén)，阻止壓力，按區分起跳事故，或主汽壓力低時(shí)，液化氣儲罐內蒸汽回流。