低温液化气体储罐系统技术规范

低温液化气体储罐系统技术规范1.1.1本文件提出了低温液化气体储存概念及其选择、低温储罐性能标准、配件及附件配备、系统绝热以及储存系统试车等的一般1.1.2本文件适用于低温存储液化气体、储存容量达2000m3及以上、最低设计温度为-196℃、最大设计压力为50kPa（表压）、最大设计负压为-1.5kPa（表压）的地上立式凝土或两者组合建造的盛装低温液体容器和介质蒸发气的容器，如果需要，还包括盛装1.2.2根据买方和低温储罐系统承包商之间的约定，本标准规定的界定范围可以扩展至低温储罐5m范围内（或低温储罐进出口管道的第一个弯头）的所有设备设施，包括外下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注GB/T709热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差2T/ZYJXxxxx—××××GB/T3880一般工业用铝及铝合GB/T50046工业建筑防腐蚀设计GB50116火灾自动报警系统设计GB50183石油天然气工程设计防火GB50493石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范GB51081低温环境混凝土应用技术GB51156液化天然气接收站工程设计GB/T51257液化天然气低温管道设计HG/T20592～HG/T20635钢制管法兰、垫片、NB/T47008承压设备用碳素钢和合金钢锻件NB/T47013.1～NB/T47013.13承压设备无损检测NB/T47014承压设备焊接工艺评定NB/T47015压力容器焊接规程TSGZ8001特种设备无损检测人员YB/T4641液化天然气储罐用低包括盛装低温液化气体的内罐，次容器底板及热角保护（如有）、绝热材料、存储;4T/ZYJXxxxx—××××由桩或墩（短桩）支撑承台形成的高于地面的基础型式。目的是为了在地面和基础蒸发气容器primaryvaporcon正常操作工况下，储罐系统中用于盛装低温液体盛装置换气体的容器primaryvaporcont储罐系统中仅用于盛装置换气体，接触低温介质会导致其失效的容器（包括双层拱正常操作工况下，接近于低温液体温度的罐位于储罐系统环形空间内，具有绝热和液密性防止水蒸发气（湿汽）进入次容器及绝热材料，同时防止产品蒸发气（BOG）从次蒸发气（BOG）容器warmproductvaporcont内罐为敞口带平吊顶的双金属壁低温单容、双容储罐系统的外罐，包括吊顶绝热层最大正常操作容积maximumnormalopera6T/ZYJXxxxx—××××净工作容积networkingca储罐在最大正常操作液位和最小正常操作液位之间的容过装保护裕量overfillprotection地震工况下最大正常操作液位至罐壁板上沿环境温度通过传热引起的罐内低温液体的气是指基于项目规定的最高日平均气温、太阳辐射热等环境因素，在假设无风的条件下，纯存储产品的日（24小时）蒸发质量与储罐最大存储设计条件下，存储的液化气体液面之上的气相空间的最大正压（表压）和最小负压在正常操作工况下，设定的储罐部件的温度。设计温度与设计压力一起作为设计载最低设计金属温度minimumdesignmeta最低日平均气温minimumdailymean由于处于不同液位的低温液体密度不同而引起的介质间剧烈运动的不稳定状态，并操作基准地震(OBE)operatingbaseeart8T/ZYJXxxxx—××××安全停运地震（SSE）safeshutd不会造成系统基本功能失效和破坏的最大地震。该级别的地震作用可能会造成装置指在SSE水准地震发生后，内罐（主容器）可能发生泄漏器）或周围的拦蓄堤完好，余震后应能容纳内罐（主容器）的液体储罐系统承包商tanksystemcontra承担储罐设计、供货、建造、检验及试验的公司4.1概述4.2单容储罐系统4.2.1单容储罐系统可以是具备液密和气密性44壁储罐系统，但内罐具有液密性，用于储存低温液体4.2.2外罐是为了防止绝热系统受潮并可以保持产品蒸发气的压力，而不是为了在内4.2.4单容储罐系统应设置泄漏时储存低温液体的拦蓄堤。4.2.5不同型式的单壁单容储罐和双壁单容储罐理念描述见图1至图4。6767821）； 6 15 2 9467 9T/ZYJXxxxx—×××× 15 2 9467 9）；454）；）；）；）；4.3双容储罐系统 21 21 10119784.3.1该系统包括一个具有液密和气密功能的单容罐系统 21 21 10119784.3.2当主容器发生泄漏时，次容器储存泄漏泄漏的低温液体所产生的蒸发气。在主容器和次容器之间的环形空间距离不4.3.4不同型式的双容储罐理念描述见图5和图6。6564）；）；4）； T/ZYJXxxxx—×××× ）；4.4全容储罐系统4.4.1该系统包括一个钢制内罐和一个具有液密及气密性的次容器。两者都能独立地4.4.2在内罐发生泄漏时，次容器应能储存泄漏出的低温液体介质并能有序控制蒸发4.4.3次容器可以用金属或混凝土建造。4.4.4在正常操作时需要储罐系统是气密的。在内罐泄漏（紧急）的情况下，允许储4.4.5对于预应力混凝土外罐，一般在混凝热角保护，以便将这个刚性连接区域与低温液体隔离开，从而解决在低温状态下罐壁与4.4.6不同型式的全容储罐理念描述见图7、图8和图9。544 ）；）；1469 1469 5432）；）；78 1）；）；T/ZYJXxxxx—××××5.1.2低温储罐布置间距应符合GB501835.2储罐液位和容积5.2.1设计液位以上的罐壁高度应包含至少300mm干板裕量；内罐罐壁的5.2.2过装保护裕量应由买方根据储罐高度、容积或最大正常操作液位与设计液位之5.2.3最小正常操作液位由外输泵重启以及正常运行最小液位确定，但不应小于5.3.1低温储罐设计应满足在储罐全生命周期内所承受的规范规定的载荷及其组合。5.3.2低温储罐材料选择应满足储罐的使用条件(如设计温度、设计压力操作特点等）、材料的性能（力学性能、工艺性能、化学成分和物理性能）、储罐的建5.3.3正常操作工况下，主容器能够盛装液化气体。单容罐的蒸发气容器和全容罐的5.3.4在本文件规定的非正常操作条件下，主容器的设计应能够满足储存液化气体的要求。假设因为任何未预见的情况而导致主容器泄漏，次容器或拦蓄堤的设计和尺寸应5.3.5当主容器泄漏和次容器发生火灾时，双容罐的次容器罐壁应能在火灾期间储存5.3.6当相邻储罐系统的主容器或次容器发生火灾时，双容罐和全容罐的次容器应保5.3.7储罐绝热系统应能保证小于设计要求的蒸发率或买方指定的最大蒸发率。5.3.9储罐系统各部件的最低设计温度应按如下原则确定:b)低温拱顶（如图2，图4所示）和吊顶以及与c)和以上各构件相焊接的零部件（如开d)除非进行了热分析，蒸发气容器（或置换气容器）的设计温度应等于最低日平T/ZYJXxxxx—××××是否位于绝热系统中，但不应高于（4）、（5）中5.3.10储罐系统的设计应考虑在安装和操作工况下，由于温差导致的储罐部件之间出5.3.11储罐系统基础的设计条件5.3.12当储罐基础下土壤有可能发生冻5.4工艺系统5.4.1一般规定5.4.1.2在内、外罐之间的低温液化气体和蒸发气管道5.4.1.3当存储介质在标准大气压下的沸点高于建罐地区最冷月平均气温时，低温液化5.4.1.4储罐应设置满足预冷、运行和停车操作要求的5.4.1.6低温储罐不宜在最大操作液位以下开口。特殊情况下确a)对于单容罐，最大操作液位以下开口的工艺管线应该设置罐内关断阀。罐内关堤的容积应满足内部关断阀关闭前全管线破裂泄漏量的15.4.2进料管线部进料和底部进料以满足减少翻滚的要求。顶部进料管线的下端应设置倾斜的导向板，b)泵井结构设计应允许在储罐操作条件下通过泵井将潜液泵安装和拆除；d)泵井应设置底阀，底阀处于打开外置时与罐底板的净空间至少为25mm；e)泵井应进行振动分析。使得泵井的自振频率与操作谐振频率至少相差20%;f)泵井的设计压力取值应满足泵的关闭压力及配套工艺系统的要求。5.4.4置换系统5.4.4.1储罐应设置置换系统以满足本文件规定的储罐投用前罐内气相氧含量及水露5.4.4.2储罐置换系统在储罐系统安全停运后，通过气体置换达到人员T/ZYJXxxxx—××××5.4.5冷却系统5.4.5.1储罐应设置预冷管线。预冷管线上应设置压力、温度、流量检测仪表5.4.5.2对于存储介质温度低于-50℃的低温储罐，冷却管线应设置喷嘴，并从靠近主5.5储罐压力泄放系统5.5.1概述5.5.1.1液化天然气储存系统的安全阀和真空安全阀的设计应符合GB5115.5.2安全阀5.5.2.1低温液化气体储罐应设置安全阀及备用安全阀。5.5.2.2安全阀选型时应考虑系统泄放量、安全阀进出口管线的压力损失等因素。5.5.2.4安全阀的泄放量应按下列工况可能的组合进行计算：5.5.2.5除上述要求外，全容罐需要的泄放能力还应满足下列要求：5.5.3真空安全阀5.5.3.1低温液化气体储罐应设置补气阀和真空安全阀，真空安全阀应设置备用。5.5.3.2真空安全阀选型时应考虑系统泄放量、真空安全阀出口管线的压力损失、开启5.5.3.3补气阀及真空安全阀最大流量应按下列工况进行组合计算：5.5.3.4真空安全阀应允许空气进入蒸发气空间，应考虑空气由于温度5.6.1液位指示和过装保护低温液化气体储罐液位检测仪表的设置和液位控制应符合下列规5.6.2压力指示5.6.3温度指示5.6.3.2为了控制储罐冷却状态，内罐底T/ZYJXxxxx—××××d)外罐内壁下部及底部环形空间应设置监测泄漏的温度计，温度达到低限值时应5.6.4翻滚防护5.6.4.1在可能发生翻滚的条件，应通过主动管控方式避免发生翻滚。主动管控措施包5.6.4.2液位－温度－密度（LTD）测量系统应沿罐内液体高度方向设置，进行储液密度监测并在接近形成翻滚的条件时发出5.6.5泄漏检测5.6.5.2泄漏检测系统的设计可基于下列任一情况：本文件范围内的储罐罐体，除满足以下规定外，储罐设计载荷还应满足GB/T2）；）；a)主容器液体泄漏产生的载荷（适用于双容和全容储罐系统6.2.3钢制内罐（主容器）的罐底中幅板间的连接方式、最小厚度应符合GB/T269786.2.4除特别说明外，钢制内罐（主容器）的罐壁最小厚度应不低于GB/T26978的要6.3钢制次容器和蒸发气容器（含置换气容器6.3.1钢制次容器设计应包含正常操作工况、压力试验工况（如果需要）、风载荷以及OBE/SSE水准地震等载荷及其组合，还包含大泄6.3.2钢制次容器大泄漏工况不按承T/ZYJXxxxx—××××6.3.4钢制次容器和蒸发气容器（含置换气容器）的边缘板、罐底中幅板设计应符合6.3.5钢制次容器和蒸发气容器（含置换气容器）的罐底中幅板间的连接方式及最小6.3.6钢制次容器和蒸发气容器（含置换气容器）的罐顶板、抗压环应符合S6.5.1罐壁-承台采用固定连接结构的混凝土外罐，通常的解统。热角保护系统可以承受全泄漏的液柱静压力，或者可以通过绝热材料将部分压力传f)热角保护系统和承载绝热材料之间的安装偏差。6.6.1.1储罐抗震系统的设计应满足6.6.1.2应通过地震安全评价确6.6.1.3除非特别规定，当地面峰值地震加速度小于0.05g时6.6.2.1正常操作地震（OBE）地震谱表示的地震动，且其反应谱不应小于现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011规6.6.2.2安全停运地震（SSE）地震应谱表示的地震动，且其反应谱不应小于现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011规定的所在地区的罕遇地震所对应的值。5%阻尼比的SSE反应谱应不大于5%阻尼比的OBE6.6.3储罐相关结构或构件的阻尼值按GB51156-2015中7.1.6选取，当阻尼值不一致T/ZYJXxxxx—××××仅次容器需要考虑ALE水准地震，假定主容器在SSE地震后发生破坏泄漏，主容器满液位存储的介质均由次容器存储，ALE的地震参数应取SSE水准如果储罐基础位于基岩上，则作为固定地基条件考虑。这时采用结构阻相互作用。地震分析的计算模型应包括储罐-液体-桩基-地基土。储罐OBE、SSE水准的地震设计液位，包括液晃波高的确定，应以最大正常操作液位地震液晃波高按规定的储罐地震设计规范计算。地震干板应不小6.6.10地震液晃波高不应超过吊顶的下表面和主容器壁板的顶部。应保证蒸发气能自液和基础的影响分析。在这种工况下，地震载荷应以100%水平地震载荷载荷的组合计算，还应计算100%垂直地震载荷加40%水平地震载荷。储罐系统设计时，储罐系统与附属结构间宜采用柔性连6.7.1储罐系统应置于能将所有载荷传递到合适的承重土层的地基上。基础类型包括筏板式基础、架空式高桩承台基础以及支撑在短桩上的6.7.3储罐基础的建造材料和基础类型应能够适用于操作和极端温度条6.7.4储罐基础在正常操作条件下应保持完整。落地式基础应设置基础加热系统，以基础底部和地面之间应留有足够的架高空间以便空气7.1.1储罐系统的制造、建造和试验应符合质量管理体系要求，以确保各项工作符合7.2.1储罐的无损检测应由独立于施工方的第三方检测机构承担，无损检测人员应按7.2.2除特别要求，内罐（主容器）带吊顶的立式圆筒形平底低温储罐的无损检测应T/ZYJXxxxx—××××环向对接焊缝至少任选一个检测点。进行局部检测的焊接接头检测不合53KPa（表压）。内罐（主容器）的真空箱试验应在水压试验前c)储罐零部件（如外罐组件）的温度不低于其最低设计温）；8.1.2储罐的绝热应满足SY/T7348.1.3储罐系统承包商应向买方8.1.4储罐绝热材料在运输、储存、安装、储罐液压试验过程中，应进行防护，避免绝热设计应计及承受静态和动态的压缩和剪切载荷。包括重力载荷、地震载荷以及a)正常操作工况下-相对于公称抗压强度b)液压试验工况下-相对于公称抗压强度的c)运行基准地震工况下-相对于公称抗压强度的安全系数d)安全停车地震工况下-相对于公称抗压强度的安全系数8.2.3.3采用泡沫玻璃的罐底绝热结构，应在泡沫玻璃相邻两层之间、8.2.3.4环梁区域的热工设计应使环梁以下罐底板或衬板的温度不低于其最低设8.2.4.2泡沫玻璃相邻两层之间、底层下表面铺设的沥青毡应采用对接结构，泡沫玻璃T/ZYJXxxxx—××××8.2.4.3绝热材料应该安装在混凝土或干砂找平层之上，并在顶部覆a)干砂应该是干净的河砂、不含有有机物，氯离子含量不超过50mg/L，干砂粒径对于外部绝热的单壁单容罐，其罐壁和拱顶的绝8.3.2.2暴露在现场环境中的防风防雨材料的火焰扩散指数不大于a)环形空间中的松散绝热材料（例如8.4.2松散填充的绝热材料的设计、安装和），8.4.2.2储罐系统承包商应提供弹性毡的支撑和固定方法，所采散绝热材料（膨胀珍珠岩）填充时，由于摩擦拖拽造成弹性毡失效。弹性毡外层应有高8.4.2.3松散绝热材料（膨胀珍珠岩）填充过程中，应振实使其密度达到规定空间容积应该不少于环形空间中的松散绝热材料填充量的5%。除非松8.4.2.5外罐顶上应设有松散绝热材料填充管口，以便在储罐运行料。上述要求也适用于双拱顶之间的松散绝热材8.4.2.6绝热材料生产和安装应按SY/T7349的要求进行试验8.5.2如果吊顶以上空间存在发生冷凝的可能，如在特定的液化气体产品和气候条件管位置温度接近环境温度。在套筒和冷管线之间应8.6.2对于介质为低温气体或液体的工艺管线，位于拱顶和吊顶之间的管段应进行绝T/ZYJXxxxx—××××9.1储罐通道9.1.2储罐应设置通达罐顶的主通道，应在主通道的相对位置设置紧急逃生的第二通9.1.3顶部所有需要操作和定期维护的区域，应设置走道或平台。通往操作和定期维9.1.4储罐应设置由外罐顶到达内罐吊顶和内罐底部的通道。9.1.5除非买方另有规定，全容罐主容器的罐壁上不允许开人孔；如果需要9.2.2低温储罐应按GB50057不低于第二类防雷构筑物要求设置防雷保护。9.2.4如果法规、规范或买方要求，低温储罐上应该设置航标指示灯。9.3火灾、可燃气体及泄漏保护如果买方要求或规范规定或风险评估结果要求，低温储罐系统应设置火9.3.2.2安全阀尾管中应安装火焰探测器。对于储存可燃产品的储罐，在可能发生潜在泄漏的位置设置可燃气体探测其他非焊接连接处泄漏的低温液化气体或蒸发气则会导致低温脆性失效，这部分材9.4基础附属设施9.4.1.1如果基础设计需要，应设置基础加热系统。T/ZYJXxxxx—××××9.4.2.2基础周围宜至少均匀布置8个沉降观测点，其间隔不宜大于10m。10.2.1盛装低温液体的内罐（主容器）和盛装蒸发气的外罐（次容器）的耐压试验，a)需采用全高度液压试验的介质，其盛装低温液体内罐的液压试验液位取设计液b)对不需要全高度液压试验的介质，其盛装低温液体内罐的液压试验液位不小于a)主容器的液压试验完成后再进行次容器的液压试验，在次容器完成液压试验充c)在次容器进行液压试验时应采取适当的防水措施，防止试验用水进入底部绝热d)次容器的液压试验液位高度确定：应使试验液体在罐底产生的静液压不小于10.2.3.1除非特别要求，泵井液压或气压试验应满足GB/T150真空阀的校准和检验。包括基础加热系统在内的所有电气系统都应11.2.2应通过氮气置换将储罐中的O2含量降至表1规定的水平。对于盛装液氨的储罐，;;T/ZYJXxxxx—××××最高-8℃11.3.1在储罐置换完成之后进行冷却。应制定冷却方案，使冷却过程受控。在开始进11.3.2内罐的冷却速度应控制在平均温度不超过3小时。任意相邻冷却测温点间的温差不大于30℃,任意不相邻的冷却测温点间的温差不a)经过养护的预应力混凝土外罐基层应干燥，d)涂层系统应由底层、中间层、面层或底层、面层的配套涂料涂膜组成，选用的配套涂料之间应具有相容性。漆膜厚度应根据涂料的配套体系h)涂层应具有一定柔韧性和延展性，以满足混凝土收缩T/ZYJXxxxx—××××A.2本节所列数据均为纯净气体的数据。实际储存的液化气体可能包含多种体的储罐设计中所使用的数值有可能与本附录略有不同，用于设计的实际气体数据应由T/ZYJXxxxx—××××气体化学式分子量1atm下的沸点(℃)A.2节条件下的定压比热（质量热容）（kJ/kg.℃)临界点温度临界点压力（kPa,绝压）A.2节条件下的蒸发气密度（kg/m3）沸点处的蒸发气密度（1atm）（kg/m3）沸点处的液体密度（1atmkg/m3）气/液比（1atm，15.6℃/沸点）沸点处的汽化热（1atm）（kJ/kg）可燃极限（可燃下限和可燃上限）空气28.950.991.22CH416.042.234594.60.681.81423.54624509.165.0/15.0乙烯C2H428.051.559.25040.01.192.08566.58475486.372.7/36.0乙烷C2H630.071.7332.24871.11.282.05545.44426490.093.0/12.5丙烯C3H642.081.4991.84609.81.812.34608.55337443.342.0/11.1丙烷C3H844.101.4996.74247.11.812.40581.32322428.452.0/9.5无水氨NH317.032.10132.311,348.70.730.88673.599281376.7615.0/28.0异丁烷C4H1058.121.66134.73639.72.532.81593.65235367.971.8/8.41-丁烯C4H856.111.50146.44023.12.442.65622.97256398.681.6/10.01,3-丁烯C4H654.09-4.41.49151.74326.42.352.54650.2277417.752.0/12.0n-丁烯C4H1058.12-0.271.66152.03796.22.532.69601.50238390.541.9/8.5在储罐系统中可能出现不可接受的应力水平和/或