LNG卧式低温储罐(真空粉末绝热)是LNG气化站的主要设备,直接影响气化站的正常生产,也占有较大的造价比例。按结构形式可分为地下储罐、地上金属储罐和金属预应力混凝土储罐。对于LNG储罐,现有真空粉末绝热型储罐、正压堆积绝热型储罐和高真空层绝热型储罐,中、小型气化站一般选用真空粉末绝热型低温储罐。储罐分内、外两层,夹层填充珠光砂并抽真空,减小外界热量传入,罐内LNG日气化率低于0.3%。
LNG卧式低温储罐(真空粉末绝热)的操作压力为0.6-1.44MPa,操作温度为-162℃,(分为立式或卧式)其罐体由内外两层构成,为了减少外部热量向罐内的传入,两层间采用抽真空填充珠光砂保冷材料绝热结构,与大气隔离,避免了大气压力或温度变化的影响以及湿空气进入内、外罐间保冷层,和提高了保冷材料的使用效果。
天然气储罐的优点及应用以及保冷技巧
一、LNG储罐的优点及应用
天然气液化后体积减少,便于运输,经济可靠。利用专门的液化天然气槽车以及轮船图进行长距离运输相比地下管道运输,天然气的放空损失少,投资少,风险小,适应性较强,方便可靠;液化天然气的储存效率较高、占地而积少;由于天然气民用季节性需求不平衡,夏用量多,冬用量少,用气厂检修或者液化天然气厂本身的技术改造,又或是管网出现故障等其他原因,均会造成天然气的供气不平衡,液化天然气的储存就起到了灵活方便、不受条件的负荷调节作用;回收利用LNG储罐汽化过程中的冷量,可用于冷冻、冷藏、温差发电、低温破碎等,目前的工艺水平可回收所耗的50%以上;天然气低温液化可分离出C2~C6的烃类以及H2、H2S等燃料及化工原料,还可以与提He进行联产;液化天然气还可以作为车用燃料,相比汽油,天然气有着辛烷值高、燃烧完全、抗爆性好、排气污染少、低运输成本、发动机寿命较长等优点;液化天然气的燃点、均比汽油高,密度比空气轻,一旦泄漏迅速飞散,不会发生自然的情况;我国的城市污染主要源自煤的燃烧以及车辆的尾气,若改烧天然气,排放的CO、SO2、NOx等均大幅度降低。
液化天然气的主要产地大致分布在澳大利亚、印度尼西亚、阿尔及利亚、马来西亚、文莱等地,其消费国(地区)主要有美国、日本、西班牙、法国、韩国等。我国与世界液化天然气的应用相比,起步较晚,天然气工业技术相对落后,同时也说明我国大力发展液化天然气工业是有潜力和资源保证的。
由于中、上游天然气工程的不可抗拒因素造成的停产或者是输气管线的故障,以及冬季天然气的需求量较大,液化天然气调峰站可以提供天然气的可靠供应,从而确保能够供气。液化天然气作为清洁能源,可用于燃烧发电,相比其它化石燃料,液化天然气在燃烧发电后不产生灰份以及炉渣,对环境不会产生灰渣的污染,可以的保护环境。随着发电技术的日益成熟,联合循环发电相比蒸气轮机发电的热能利用效率提高了接近50%,大幅度地节约了燃料资源。
发展液化天然气工程是当前世界能源利用的潮流,随着经济的高速发展,我国也迅速的成为了液化天然气的进口国,将会迅速的占领能源市场。在进行液化天然气的开发利用方而,要能够充分结合大、小型区域天然气的开发利用,开发各种可用天然气资源,从而实现天然气的多元化发展,将我国利用天然气的能力提高至较高的水平。
二、LNG储罐的保冷设计
液化天然气储罐保冷设计的目的是满足工艺生产要求,保持和发挥生产能力,减少冷损,节约能源,防止储罐外壁表面凝露,改变工作环境。低温储罐保冷结构先要考虑储存低温液体的保冷隔热性,针对不同的存储条件,而相应采用不同的结构和保温材料。
对于储罐顶部的保冷设计,因保冷材料覆盖在内罐吊顶之上,无需承受设备和蒸发气体的压力(仅承受保温材料自身的重量),保冷材料应具有导热系数低、密度小的特点。低温天然气储罐内罐顶上部为玻璃棉,保冷厚度为500mm,分5层铺设安装,较上面一层玻璃棉外侧带铝箔,以防止膨胀珍珠岩或其他杂质通过缝隙进入内罐。
内外壁夹层选择膨胀珍珠岩为保冷材料,侧壁保冷因采用膨胀珍珠岩。充注低温液体的储罐降温后,内罐收缩会使得储罐侧壁上部及边缘区域填充的膨胀珍珠岩不足,而低温储罐在预冷后无法二次充填膨胀珍珠岩。为防止湿空气进入,采用在储罐内罐的外壁增加一层弹性保温玻璃纤维毡的方法,可避免珍珠岩的二次填充,并减小珍珠岩对内罐壁的压力。
液化天然气储罐底部保冷材料和保冷结构设计,不但要保证将储罐的冷损降至较小,而且保冷材料抗压强度还要能承受内罐、低温液体的总重量和气相压力。在20000m³低温储罐设计和建造中,根据储罐底部各个部位承受的压力不同及较大限度降低冷损失率的原则,将底部隔热保温结构分成承压圈和环两部分,并采用不同的保冷材料。承压圈是承受内罐重量的主要构件,对其强度要求相对较高,因此采用混凝土与玻璃砖的复合结构作为承压圈保冷材料。对于底部部分,单独使用玻璃砖即可满足其强度及保冷的设计要求。
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