LNG動(dòng)力船舶儲罐選型設計及穩壓過(guò)程

隨著(zhù)近年來(lái)氣作為燃料的推廣和普及，用于LNG儲運的設備了廣泛應用。LNG儲運設備首先可分為固定式和移動(dòng)式兩種，固定式主要為L(cháng)NG接收站的大型儲槽，容積一般在萬(wàn)方以上；移動(dòng)式LNG儲罐容積一般在千方以下，包括當前的LNG槽車(chē)、車(chē)船用LNG儲罐等。從外部結構來(lái)看，LNG儲罐可以分為球型和圓筒形兩種，球形容器單位體積的表面積小，受力性能好，但缺點(diǎn)是生產(chǎn)加工過(guò)程難度較大；圓筒形儲罐容易成型，加工方便并且有較好的結構尺寸，但只適用于操作壓力不高的場(chǎng)合，而LNG目前大多采用低溫常壓儲存，因此圓筒形儲罐普及率廣泛。LNG儲罐有多種不同的絕熱結構，常見(jiàn)的有正壓堆積、真空粉末和高真空多層絕熱三種形式，其中高真空多層絕熱效果，但山于高真空實(shí)現困難，目前多用于中小型儲罐，對于大型儲罐一般多采用真空粉末絕熱。此外，LNG儲罐雙層殼之間還需要安裝良好的的支撐結構，以防止使用過(guò)程中的沖擊和震動(dòng)對儲罐造成破壞。

LNG無(wú)損儲存過(guò)程中需要了解儲罐內部壓力的變化情況。對其無(wú)損儲存過(guò)程的能夠影響儲罐內壓力變化的因素，儲罐達到要求的儲存時(shí)間。目前認為環(huán)境溫度、儲罐絕熱性能、充滿(mǎn)率以及液體翻滾等都會(huì )影響LNG的儲存時(shí)間。

低溫儲罐增壓方式現狀

為了使儲罐達到足夠的壓力向外供液，低溫儲罐在工作過(guò)程中保持的壓力，儲罐的增壓方式目前主要有低溫泵增壓、外部氣源增壓和自增壓三種。

(1)低溫泵增壓

低溫泵增壓即在儲罐內安裝低溫泵，靠低溫泵向汽化單元供給LNG。此種方式需要額外購買(mǎi)低溫泵，價(jià)格昂貴，還會(huì )增加功耗，經(jīng)濟性較差，同時(shí)也會(huì )增加安裝和維護的難度，不適合船舶LNG燃料儲罐。

(2)外部氣源增壓

外部氣源增壓是指將外部的高壓氣源(如壓縮氣)充入儲罐的氣空間，從而使儲罐壓力升高。

(3)自增壓

這是目前低溫儲罐常用的增壓方式，是將從儲罐流出的少量LNG在儲罐外部吸熱汽化變?yōu)闅鈶B(tài)，然后再返回低溫儲罐內，從而提高儲罐壓力。

LNG動(dòng)力船舶使用雙燃料發(fā)動(dòng)機提供動(dòng)力，需要船舶在燃油艙的基礎上增加LNG儲氣罐，隨之而來(lái)的就是如何向LNG動(dòng)力船舶加氣的問(wèn)題。盡管“油改氣”在技術(shù)上已經(jīng)成熟，但“加氣難”成為其普及的瓶頸。由于燃油和LNG理化性質(zhì)的巨大差異，以往的燃油加裝方式不適用于LNG燃料的加裝，因此需要尋求新的合適的加氣方式來(lái)滿(mǎn)足LNG的加裝。LNG相對于燃油的加裝加嚴格，對加氣管路也有很高的要求。輕質(zhì)燃油可在常溫加裝，而重質(zhì)燃油為了降低粘度，方便加裝，溫度一般為零上幾十度，但都不需要絕熱保溫等措施。而LNG的儲存溫度為-163℃，為了防止LNG在加裝過(guò)程中吸熱汽化，使用具有絕熱保溫功能的管路進(jìn)行作業(yè)。

LNG燃料儲氣罐初次使用(新造或檢修后)前需行氮氣置換或抽真空處理，當含氧量小于3%時(shí)，方可進(jìn)行充裝。充裝前還需要預冷，預冷完成后即可進(jìn)行正常的充裝作業(yè)。充裝前若罐中仍有部分LNG殘留，需注意前后加裝的LNG組分差異，防止因分層而發(fā)生LNG翻滾事故。本章將對幾種可行的LNG燃料加裝方式及過(guò)程進(jìn)行介紹和對比，并指出加裝過(guò)程中需要注意的問(wèn)題。

2.1幾種可行的LNG燃料加裝方式的分析對比

對于LNG動(dòng)力船舶燃料的加裝，首先是要注意問(wèn)題，要有配套的設施，以應對LNG加裝過(guò)程中的突發(fā)事故。目前認為可行的LNG燃料加裝方式主要包括：儲氣罐加氣、岸基加氣、船基加氣以及浮倉加氣，本文對這幾種加氣方式進(jìn)行了深入的分析和比較。

儲氣罐加氣方法為簡(jiǎn)單，即將LNG充裝入的LNG低溫儲氣罐內，通過(guò)LNG槽車(chē)運至碼頭岸邊直接給小型船舶加氣。