3万m3 LNG贮罐简介

1、汇报标题（方正大标，48号）二一一年八月三十日3万m3LNG贮罐简介1主要内容1. LNG储存特点及方法2. LNG贮罐结构3. LNG贮罐附属设备4. LNG贮罐的平安运行2一、LNG储存特点及方法3LNG品质高 LNG储存温度为-162 ，为了防止原料气中的H2S、CO2、H2O、重烃等在低温下冻结而堵塞设备和管路，因而，在液化之前必须将这些组分脱除。 项目LNGNGCO2 / %(50100)10-63.0H2S mg.m- 3.56.04 LNG为低温深冷介质，储存设备及相关设备设施要具备可靠的耐低温深冷性能。特别是储存设备应至少满足耐低温-162以下，第一次投用前要用- 196 的液

2、氮对储罐进行预冷应到达-196。 低温性5材质要求 内罐既要承受介质的工作压力,又要承受LNG的低温,要求内罐材料必须具有良好的低温综合机械性能,尤其要具有良好的低温韧性, 因此内罐材料采用0Cr18Ni9,相当于ASME (美国机械工程师协会)标准的304。6材料选用牌号钢板厚度最低试验温度/执行标准16MnDR63636100一40一30GB3531-1996ASME Sectionpart A2001Ed+2001AdSA553(Type,Type ),SA645196镍系低温钢7 在196有优异的强韧性，生产和制造工艺良好， 有好的焊接性能 与具有优良性能的不锈钢相比，合金含量少，价格

3、 廉价，能大量供给， 与铝合金(LF5)相比，铝合金的许用应力和密度大约是9%Ni钢的1/3，铝制容器的壳体要比9Ni钢壳体厚。总重量根本相等。但由于铝壳体较厚，随着铝合金厚度的增加，加工与焊接的费用也随之增加。 铝合金的热膨胀率大约是9Ni钢的2.5倍，因此，由于冷却收缩所引起的内筒体相对于外壳体的移动对弹性补偿装置和加强装置会有更高的要求。 选用9Ni钢的原因8接管设计 开设在储罐内罐上的接管口有: 上进液口、下进液口、出液口、气相口、测满口、上液位计口、下液位计口、人孔等40个接管口。内罐上的接管材质都为0Crl8Ni9。9各种低温绝热类型的原理序号类型原理性 能 /()1堆积绝热利用热

4、导率小的材料包覆在被绝热体的表面上达到绝热目的。纤维类0. 0350 05粉末类0.01850.064泡沫类0.0280.0642高真空绝热绝热空间抽成高真空后消除气体对流传热和大幅度减少气体导热。残余气体导热量约为0.10.2/2(30077)3真空粉末(纤维)绝热利用热导率很低的粉末或纤维充填在不高的真空下,即可消除气体对流传热。10-310-24高真空多层绝热利用在真空下气体传热甚低的情况,采用多层反射屏减少辐射传热,达到高效绝热的目的。10-510-610绝热材料选取 发泡玻璃砖（Foam glass）：主要成分为铝硅等无机化合物。不含胶粘剂、不燃烧。使用温度范围260430，热导率0

5、.044/时，抗压强度10MPa，比重130kg/m3，膨胀系数910-6-1，规格45761075。 保冷砂（Silicate sand）：不含有机物，无盐份，粒径1，且0.10，总溶解物不大于0.01%，其中Cl1.210-3%，Ca2+1.110-3%，Na2CO32.010-3%。 11 玻璃纤维毡（Fiberglass blanket）：比重32 kg/m3，热导率0.038/，使用温度230，不含可燃物。 珍珠岩混凝土（Perlite concrete black）：比重5001000 kg/m3，使用温度273200，抗压强度1.58.5MPa，热导率0.120.25/。 聚氨酯

6、发泡料（Polyurethane Foam）为双组分，不含CFC，不破坏大气臭氧层，属环保型产品。组原料含多元醇、氨活化剂、阻燃剂。组分为异氰酸酯。发泡剂为CO2。混合比例=11.3（/）。泡沫容重452 kg/m3，起泡时间322，乳化时间11510，凝胶时间14813，收缩率85%。 12常用低温绝热材料的平安性材料防毒性防火性强度相对成本粒状软木差差需支承1聚胺酯好差*好1.5珍珠岩好好需支承4玻璃纤维*好好需支承1 *有阻燃物时能自动灭火。*绝热材料外围具有防潮层。131）设备降温后，内罐收缩使得罐侧壁的上局部及顶的边缘区域填充的珍珠岩缺乏；2）二次填充量很大，填充时间较长；致使内外罐

7、间进入大量的空气，空气中的水分在两罐之间的空间内冷凝下来，加剧了设备的腐蚀，3）珍珠岩受潮热导率变大，使操作期间冷藏液的蒸发量增加，导致冰机的负荷加大，操作本钱增加。松散珍珠岩侧壁保冷层主要问题14例如： 一个直径大约为20m的容器从室温冷却到100时，将要收缩l00mm左右，这样大的收缩量不但使内容器受到很大的压力，而且由于上部珍珠岩下沉和下部珍珠岩被压碎，绝热性能很快会恶化。15在双层低温罐内罐的外壁增加一层大约30cm厚的玻璃纤维毡或类似的弹性保温毡，其在松散珍珠岩侧压力的作用下被压缩，内罐降温收缩时，弹性保温毡回弹，补偿罐的收缩量，减少或免除二次填充。同时，所敷设的弹性保温材料可以减小

8、由于屡次冷却和复热循环而致的珠光砂压缩应力。 解决方法16填装罐顶或罐壁的松散珍珠岩，都必须在枯燥晴朗的白天进行，不得在雨天或潮湿的天气里施工，每天工作结束后封闭所有通向内外罐间的开孔，防止水分进入。填装时保持珍珠岩枯燥。注意：1718爆炸极限的比例范围比较窄（515），城市煤气的爆炸极限（5.332%）；爆炸下限明显高于其它燃料，煤油为0.7，汽油为1.4%。常温下气体密度小于空气的密度，易扩散; 泄漏造成低温灼伤。平安性19充装容积储罐充装完成后，罐内压力可能低于最大允许工作压力。但随着液体温度升高后，液体发生膨胀，压力上升至最大允许工作压力。操作人员应按操作要求限制充装量以防止发生此类膨

9、胀时形成充装过量。20土壤防冻储罐外壳的底部应在地下水层之上，或应永远防止其与地下水接触。与储罐外壳的底部接触的材料，应能最大限度地减少腐蚀。当储罐外壳与土壤接触时，应使用一个加热系统，用来防止与外壳接触的土壤温度低于0。 贮罐基础电加热器73E01A/B/C/D/E/F/G，功率50kw。21分层与涡旋预防 所有液化天然气储罐应能在顶部和底部充灌调节，除非有其它手段能用来防止分层现象的出现，进而防止LNG涡旋事故的发生。22液化天然气储存方法根据储存压力进行分类，常规的储存方法有两种：常压储存高压储存。23 常压储存 常压储存适用于LNG的大量储存，使用的是常压储罐。其储存特点为：储罐的容积

10、一般较大，结构简单，承压能力较低，蒸发率较高。常压储罐的无损(憋压)储存时间较短。24高压储存 高压储存适用于LNG的少量储存，使用的是高压储罐。其储存特点为：储罐容积较小承压能力较高使用真空隔热结构，隔热性能较好，所以罐内 LNG的蒸发率较低。 2526二、 LNG贮罐结构27主要技术参数28主要技术参数29储罐组成内罐、外罐套装组成：在两层底板间设有泡沫玻璃保温层内壁外设有玻璃纤维保温层两层壁板间填充珍珠岩粉末顶板间铺有玻璃纤维毡保温层。 3031罐体高度26280mm内罐只承受液体压力，罐体厚度根据内罐受力情况进行分段设计，共分为9个筒节 筒节采用钢板拼焊而成，每节高度为2920mm，长

11、度为10341mm。内罐结构32贮罐结构形式本贮罐为立式圆筒形、双层壁、平底、自支承吊顶结构；内罐为一个相对密闭的空间，内罐和外罐的气相局部相互连通；气相空间的压力由外罐承受；33内罐结构内罐由底板、筒体、吊顶和加强部件组成；内罐顶部的吊顶，由罐顶的吊杆支撑。吊顶材料通常为铝、不锈钢或9镍钢。内罐采用9Ni钢制造，内罐自支撑地着落在由泡沫玻璃砖和珠光砂混凝土构成的底部绝热层上，可以自由收缩；34内罐结构内罐吊顶与筒体之间并不完全封闭，其气相空间与外罐相通，故内罐不承受压力载荷；内罐筒体外侧设置缓冲层，以利筒体在温差变化时在径向方向自由伸缩，缓冲层采用玻璃纤维毯。内罐由60个预埋在砼圈梁中（深6

12、00mm）的锚固板固定。35悬吊顶结构顶部吊顶共有8mm铝合金制作的吊杆245个，将内罐顶板与外罐拱顶连接。保温层材料为玻璃纤维毡，玻璃纤维毡由一层厚5mm的铝合金板支撑，隔开罐内低温区与上部蒸发气体区。36筒节厚度表（表中数据为从下至上） 筒节号12349厚度/mm12.010.19.08.0刚度条件 39500罐体内壁内壁顶部加强结构中部加强结构顶部加强采用环板加支撑板的组合加强结构，钢板为38mm厚中部8、7、5、3层加强采用环板加强结构 ，环板长度230mm，厚度分别为22mm、18mm、16mm37储罐内罐保冷结构 顶部保冷层对于吊顶结构罐，内罐呈敞口状，在内罐上方悬吊着一个平顶板，

13、用来支撑绝热材料，并将下面的低温区与上面的室温蒸汽空间相分隔。为了减轻悬吊顶板的负荷，采用的绝热材料应考虑悬吊顶板的承重能力。通常选用玻璃纤维毡。铝箔3.5mm玻璃纤维毡38 底部保冷结构包括两局部1）罐底环板下的保冷支承圈梁。这局部要有较高的抗压强度及较低的热导率。2）罐底中心板下的保冷层。这局部结构变化较多，只要满足保冷要求及有一定的强度即可。 罐底保冷结构39绝热层顶部：绝热材料为玻璃纤维，厚度为800mm；夹层：绝热材料为玻璃纤维毯和珠光砂，总厚度为1000mm（其中玻璃纤维毯150 mm）；底部：绝热材料为混凝土和泡沫玻璃砖，厚度为690mm；40罐壁保温层结构内罐外壁为一层厚度为1

14、50mm的弹性毡垫衬，以补偿由于内罐温度变化引起的伸缩，防止对保温材料膨胀珍珠岩的冲击和压缩；弹性毡垫衬外包一层具有高伸缩性能的铝箔。然后用聚丙烯包扎绳扎紧。内壁弹性体垫衬 弹性包层（铝箔）1000外壁板包扎绳膨胀珍珠岩41中心板厚6mm；泡沫玻璃砖（四层，每层厚度25mm）混凝土找平层（100mm）干沙找平层（65mm） ，主要用于调整厚度及应力。罐底结构内罐底板干沙找平层泡沫玻璃砖混凝土找平层691外罐底板42外罐结构外罐由顶盖、外筒体、外底板、基础锚固件等构成；外罐主体局部采用低合金钢（16MnDR）制造，整体着落在基础平台上，通过足够的锚固件和基础牢固地连接为一体； 120个预埋在砼圈

15、梁中（深600mm）的锚固板固定。43外罐结构整个贮罐的压力载荷由外罐承受，外罐同时承受地震载荷和风载荷； 顶盖由瓜瓣、加强筋、承压环组成。44储罐的施工步骤- 外罐罐基础验收外罐底板组对焊接外罐第九节壁板组对焊接(搭设拱顶安装架台) 安装焊接抗压圈和抗压杆组装外罐拱顶提升、组对外罐第n节壁板组对焊接到第一节设置第1个临时门 内罐施工45储罐的施工步骤- 内罐 内罐底砼找平砼环梁罐底环板组焊第9层壁板组焊第1层壁板组焊开临时门内罐管线、附件安装封临时门水压试验环形空间氮气管线安装空气枯燥气压试验焊内罐锚固带内罐壁保冷悬顶保冷填充珍珠岩氮气转换封外罐门焊外罐锚固带安装仪表安装潜液泵罐体建造结束4

16、6三、 LNG贮罐相关设备47潜液泵73P01A/B全部零件包括电机均置于液体中，该泵无需轴封，泄漏的液体仍然在贮罐的内部，电机所产生的热量也被介质所带走。 整个泵浸没在液体中，外界的热量不会传入，泵的结构不需考虑冷损及热传导问题，泵一经启动，在以后的停车或再次启动均不需要加温吹扫及预冷，操作方便。泵的动力电缆需要特殊设计和材料，要求电缆浸在-200的LNG中仍保持弹性48潜液泵73P01生产厂家：日本荏原EBABA公司49505173P01A/B工艺参数5273P01A/B配置直接安装到泵上的震动监测系统及安装在控制室的监控系统。为自动运行安装了泵的旁路压力指示，流量计及泵流量过低保护和电流

17、过低保护带有泵的拆卸系统及泵柱上的置换/放空管咀，以及起吊设施（起吊缆绳固定在顶板上），为了泵的拆卸在罐顶上安装了一个起吊能力约为2.5吨的起吊设备。底阀5354贮罐顶开口说明55进液系统-N1和N2上/下进液口作用：进液线设置开关阀73XV127374，与罐体内的液位73LSHHH1211/1212/1213高连锁，满液位紧急关闭；调整上、下进液方式使温度分层现象得到缓解或消除；进液管线在内罐设有环型喷淋装置，以保证内罐均匀冷却，防止局部温差应力过大；冷吹功能，氮气吹扫后需要对贮罐进行置换和降温时，缓慢开启，用液体的瞬时汽化来完成冷吹。56排液系统排液通过低温泵73P01来完成；内置式LNG

18、泵安装在内罐的底部，排液管线从贮罐N5/N9泵柱顶部引出，管线上设置紧急迫断阀73XV1370，紧急迫断阀可实现远程控制；由于泵体和电机完全浸没在介质中，从而杜绝了产品损失，可实现泵的快速启动，该泵通过泵井吊入内罐底部，也可从泵井通过起吊装置取出进行维护。57泵后回流系统启动低温泵排液时可以试泵打回流液体；当排液量过大时可将局部液体引进回流管线；当液体静置一段时间后，由于液体的自然分层有可能造成液体的翻滚现象，此时用泵打循环的方式使液体搅动，从而减少分层的发生。58液位检测系统贮罐设置3套液位检测和控制系统，且均设置就地仪表和远传装置；液位计采用伺服液位计，该液位计带有液位指示和远传功能，并可

19、进行温度变送和温度指示。3套伺服液位计与液位开关73LSHHH1211/1212/1213共同形成紧急迫断控制系统。59压力和温度监控系统贮罐设置四套压力检测，3用1备，并形成3取2控制系统73PAHH1221A/B/C,24kPa联锁；压力检测系统均设置就地仪表和远传装置。采用铂热电阻测量罐内温度，罐内液体、内罐壁、内罐底板、泡沫玻璃砖都设置测温点，从不同点的温度的变化来检测初次进液时罐壁的温降情况，根据温度的变化来判断液体是否分层，所有温度点送进中控室。6061626364平安装置系统设置自动放空管线，当贮罐出现超压情形时，首先自动放空阀开启；设置平安阀，当自动放空阀不能完全满足排放时，平

20、安阀动作排气，呼出的气体去冷火炬；贮罐设置真空爆破膜，当贮罐出现一定的负压时，真空吸入阀动作吸气；管线上设置必要的平安阀，其排放的气体集中在一起通过放空总管去火炬。65四、 LNG贮罐的平安运行66 储罐的吹扫、置换LNG为易燃、易爆气体的低温液体，若储罐中空气排除不净就灌装LNG，可能会引起燃烧、爆炸事故。为保证运行的平安性，在储罐系统投入运行前或停运后的开工，都应对储罐系统进行置换和冷却。LNG的储罐投入使用之前，应对其中的空气采用惰性气体置换，置换气体的温度应等于或高于储罐设计最低温度。在置换过程中，应对储罐中的氧含量采用氧分析仪进行测定，以确信氧浓度低于爆炸下线。 67空气吹扫及枯燥进

21、气流程：临时软管 公用工程站仪表空气供氮线导淋N29湿空气出口流程：N34（外罐）、N3（内罐） 至火炬系统68空气吹扫及枯燥枯燥时，调节阀N34（N3）设定罐的压力约0.003MPa（30mbarg），并定期通报排放空气的露点。干空气流量为350标方/时 （露点低于-35）。注意：如果湿空气排放至罐顶部大气则要安装简便的屏蔽器，以防止雨水淋到正在枯燥的贮罐内。69空气吹扫及枯燥在到达露点（-20）要求以后，在短时间内依次翻开所有以前未用过的管咀及管线。然后罐顶管咀N34（N3）关闭，且管咀（N30）翻开用作枯燥环形空间。70环形空间的置换、枯燥外罐惰气置换是使用来自内罐的氮气氮气从顶部至底部

22、再导入环形空间，出口是通过底部环线至大气接管管嘴N30环形空间内膨胀珍珠岩存在压降，其净化（氮吹扫）量可能会很低。（约200m3/h）重要的是由于氮吹扫（净化）方向，（从顶部至底部），不能在外罐底部区域形成内压，否则可能会损坏内罐。 71环形空间的置换、枯燥湿空气出口（N30）的露点必须检查并定期予以记录。露点到达管内部（-20）及环形空间露点（-10）的要求时，罐内部及环形空间枯燥程序结束。环形空间开始加珍珠岩，完成后可以开始用氮气置换。72环形空间保温装膨胀珍珠岩期间，通过控制管咀N34（N3）以保持罐压力在0.001Mpa左右当装膨胀珍珠岩完成以后，撒落在罐顶上的膨胀珍珠岩全部用刷子和铲

23、子及吸尘器予以去除在内罐顶板上分层铺设玻璃纤维，使用稍加枯燥的空气通过管咀N29注入，以防止来自外界大气的潮气侵入。 73氮气置换有效氮气量约为2-3倍被净化的容积。LNG贮罐内部，外罐容积以及吊顶以上容积约40,000m3。要完成LNG贮罐D411的氮气置换要求的氮气量约为100,000Nm3(124T)。最低供氮量1,000Nm3/h，露点低于-70供氮可通过来自公用工程系统的供氮线，或来自氮罐车的蒸发器。74氮气吹扫置换流程（内、外罐）进气流程：73PV1677罐顶临时线4阀N29吹扫内罐排气流程：N373PV1272冷火炬吹扫外罐排气流程：N344阀73PV1272冷火炬7576置换、枯燥质量指标氧浓度及露点要求值为：罐内部： 露点： -20 氧浓度： 2%环形空间：露点： -10 氧浓度： 2%惰气置换合格后，调节氮气压力，贮罐保持在0.008Mpa（80mbarg）。77储罐系统操作温度为165，在LNG灌装前应对储罐整个系统进行冷却，以防止灌装过程的急速降温，造成过大的热应力，引起管道、阀门连接处拉脱，泄漏。在储罐冷却过程中，应确保各组件系统的冷却过程处于控制之中，承受低温的组件应限制冷却速度，使有膨胀或收缩的设备其热应力在降温的过程中保持在设计范围内。在冷却稳