【文章內(nèi)容簡介】 NG儲罐又分為金屬子母儲罐和金屬單罐 2種。金屬子母儲罐是由 3只以上子罐并列組裝在一個大型母罐 (即外罐 )之中，子罐通常為立式圓筒形，母罐為立式平底拱蓋圓筒形。子母罐多用于 天然氣液 化工 廠。城市 LNG加氣站的儲罐通常采用立式或臥式雙層金屬單罐，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于暖瓶，內(nèi)罐支撐于外罐上，內(nèi)外罐之間是真空粉末絕熱層。儲罐容積有 50 m 60 m100 m3。 ? b. LNG儲罐絕熱層 ? LNG儲罐的絕熱層有以下 3種形式： ? ①真空粉末隔熱 ? 隔熱方式為夾層抽真空，填充粉末 (珠光砂 )，常見于小型 LNG儲罐。真空粉末絕熱儲罐由于其生產(chǎn)技術(shù)與液氧、液氮等儲罐基本一樣，因而目前國內(nèi)生產(chǎn)廠家的制造技術(shù)也很成熟，由于其運行維護(hù)相對方便、靈活，目前氣化站使用較多。 ? ②正壓堆積隔熱 ? 采用絕熱材料，夾層通氮氣，絕熱層通常較厚，廣泛應(yīng)用于大中型 LNG儲罐和儲槽。通常為立式 LNG子母式儲罐。 ? ③ 高真空多層隔熱 ? 采用高真空多層纏繞絕熱，多用于槽車儲罐和 LNG加氣站儲罐。應(yīng)用高真空多層絕熱技術(shù)的關(guān)鍵在于絕熱材料的選取與封裝以及夾層高真空的獲得和保持。 LNG儲罐的絕熱材料一般有 20層到 50層不等，多層材料在內(nèi)容器外面的包裝方式目前國際上有兩種 :以美國為代表的機(jī)器多層纏繞和以俄羅斯為代表的多層絕熱被。多層纏繞是利用專門的機(jī)器對內(nèi)容器進(jìn)行旋轉(zhuǎn) ,其缺點是不同類型的容器需要不同的纏繞設(shè)備 ,尤其是大型容器旋轉(zhuǎn)纏繞費時費力。多層絕熱被是將反射材料和隔熱材料先加工成一定尺寸和層數(shù) (一般為10的倍數(shù) ) 的棉被狀半成品 ,然后根據(jù)內(nèi)容器的需要裁減成合適的尺寸固定包扎在容器外。 ? 高真空多層絕熱同真空粉末絕熱比較，具有以下特點： ? 1）絕熱真空夾層的厚度比真空粉末絕熱小得多 ,在外形尺寸相同的情況下 ,可以有更大的裝載容積。 ? 2）高真空多層絕熱方式的采用使得輸運容器的空載質(zhì)量大大減輕 ,運輸效率提高 ,貯能密度增大。 ? 3）采用高真空多層絕熱 ,可以避免因容器運輸過程中振動引起隔熱材料沉降致使絕熱效果下降。采用真空纖維絕熱（超細(xì)玻璃棉包扎） 也可以解決這一問題。 種類 容量 /m3 用途 絕熱形式 儲罐形狀 小型 540 民用燃?xì)鈿饣荆?LNG汽車加注站等場合 真空粉末絕熱或高真空多層絕熱 球形、圓柱 形 中型 40100 衛(wèi)星式液化裝置，工業(yè)燃?xì)鈿饣? 正壓堆積絕熱 大型 1001000 小型 LNG生產(chǎn)裝置 圓柱形 特大型 100040000 基本負(fù)荷型和調(diào)峰型液化裝置 超大型 40000202200 LNG接收站 ? c. 儲罐設(shè)計壓力與計算壓力的確定 ? 目前絕大部分 60 m3 LNG儲罐的最高工作壓力為 MPa。按照 GB1501998《 鋼制壓力容器 》 的規(guī)定，當(dāng)儲罐的最高工作壓力為 0． 8 MPa時，可取設(shè)計壓力為 MPa。儲罐的充裝系數(shù)為 ，內(nèi)罐充裝 LNG后的液柱凈壓力為 MPa．內(nèi)外罐之間絕對壓力為 5 Pa，則內(nèi)罐的計算壓力為 。 ? 外罐的主要作用是以吊掛式或支撐式固定內(nèi)罐與絕熱材料，同時與內(nèi)罐形成高真空絕熱層。作用在外罐上的荷載主要為內(nèi)罐和介質(zhì)的重力荷載以及絕熱層的真空負(fù)壓。所以外罐為外壓容器，設(shè)計壓力為 MPa。 ? d. LNG儲罐的選材 ? 正常操作時 LNG儲罐的工作溫度為 ℃ ，第一次投用前要用 196℃ 的液氮對儲罐進(jìn)行預(yù)冷，則儲罐的設(shè)計溫度為 196℃ 。內(nèi)罐既要承受介質(zhì)的工作壓力，又要承受 LNG的低溫，要求內(nèi)罐材料必須具有良好的低溫綜合機(jī)械性能，尤其要具有良好的低溫韌性，因此內(nèi)罐材料采用 0Crl 8Ni9，相當(dāng)于 ASME(美國機(jī)械工程師協(xié)會 )標(biāo)準(zhǔn)的 304。作為常溫外壓容器，外罐材料選用低合金容器鋼16MnR。 ? e. 儲罐工藝設(shè)計 ? 開設(shè)在儲罐內(nèi)罐上的接管口有：上進(jìn)液口、下進(jìn)液口、出液口、氣相口、測滿口、上液位計口、下液位計口、工藝入孔 8個接管口。內(nèi)罐上的接管材質(zhì)都為 0Crl8Ni9。 ? 為便于定期測量真空度和抽真空，在外罐下封頭上開設(shè)有抽真空口 (抽完真空后該管口被封閉 )。為防止真空失效和內(nèi)罐介質(zhì)漏入外罐，在外罐上封頭設(shè)有防爆裝置。 ? 為防止儲罐內(nèi) LNG充裝過量或運行中罐內(nèi) LNG太少危及儲罐和工藝系統(tǒng)安全，在儲罐上分別設(shè)置測滿口與差壓式液位計兩套獨立液位測量裝置，其靈敏度與可靠性對 LNG儲罐的安全至關(guān)重要。在向儲罐充裝 LNG時，通過差壓式液位計所顯示的靜壓力讀數(shù)，可從靜壓力與充裝質(zhì)量對照表上直觀方便地讀出罐內(nèi) LNG的液面高度、體積和質(zhì)量。當(dāng)達(dá)到充裝上限時， LNG液體會從測滿口溢出，提醒操作人員手動切斷進(jìn)料。儲罐自控系統(tǒng)還設(shè)有高限報警 (充裝量為罐容的 85％ )、緊急切斷 (充裝量為罐容的 95％ )、低限報警 (剩余 LNG量為罐容的 10％ )。 （ 2） LNG泵 ? LNG泵是站內(nèi)輸送 LNG的關(guān)鍵設(shè)備，由于 LNG溫度低，易汽化，易燃易爆，因此 LNG泵對選型要求較高。 ? 目前， LNG行業(yè)使用的泵主要有兩種類型：活塞泵和離心泵?；钊玫牧髁枯^小，揚程可以達(dá)到很高，如 LCNG站中廣泛使用的 LNG柱塞泵，出口壓力可達(dá) 25MPa以上。離心泵的流量很大，揚程一般不高，如果要達(dá)到較高的揚程，需采用多級低溫離心泵。離心泵又分為全浸潤型和非全浸潤型。全浸潤型泵相當(dāng)于潛液泵，泵運行時，泵體和電機(jī)完全浸沒于 LNG中。 ? 泵的選型分析： ? 從性能上看，全浸潤型的泵優(yōu)于一般的立式泵，這種泵的電機(jī)也是浸沒于 LNG中，運行可靠，起動迅速，要求的氣蝕余量很低，但價格比較貴。另外，全浸潤型的泵沒有傳動軸的密封問題，不會有 LNG因密封不嚴(yán)而泄漏的問題。而一般的立式泵要采用惰性氣體密封，在惰性氣體壓力不足時，會造成傳動軸處 LNG泄漏，影響運行及站區(qū)安全。 ? 從安裝上看，全浸潤型的泵外殼采用真空夾套保冷，在工程現(xiàn)場泵不再進(jìn)行保冷，安裝方便，保冷質(zhì)量好；而普通立式泵，必須在泵體外部設(shè)置冷箱，安裝復(fù)雜，保冷質(zhì)量較真空夾套效果差。 ? 從流量控制上看，可變頻調(diào)速的泵能夠在不同流量工況下運行，特別適用于流量變化較大的 LNG調(diào)峰流程。 ? 從維護(hù)方面看，進(jìn)口低溫泵產(chǎn)品如果國內(nèi)代理商有維護(hù)維修能力，則維護(hù)維修費用將較低，維修時間也較短。 （ 3） LNG加液機(jī) ? 根據(jù)車載儲罐結(jié)構(gòu)的不同， LNG加注可分為單槍加液和雙槍加液方式。 ? 采用單槍接口加液的車載儲氣瓶內(nèi)部設(shè)有 10%的冗余空間，與之配套的加液機(jī)只有加液槍。加液時，經(jīng)潛液泵加壓的過冷 LNG液體以較高壓力進(jìn)入車載儲氣瓶，在噴淋作用下，大量過冷的 LNG液滴增加了與氣相的接觸面積，使氣瓶內(nèi)氣相空間的蒸汽冷凝成液體，氣瓶內(nèi)壓力迅速下降，保證加液正常進(jìn)行，當(dāng)氣瓶接近加滿時，液體流向冗余空間區(qū)內(nèi)，流量突然減小，壓力迅速增大，加液機(jī)檢測到流量和壓力信號后發(fā)出停機(jī)指令，加液結(jié)束。采用單槍加液時，加液機(jī)只需配置一套質(zhì)量流量計，不需要回氣槍頭和接口，站內(nèi)設(shè)備投資少，計量精度也較高。 ? 有的車載燃料儲氣瓶內(nèi)部不能實現(xiàn)加壓再冷凝液化過程，在加液時需使用回氣槍頭將儲氣瓶內(nèi)的BOG與站內(nèi)儲罐連通，將氣瓶內(nèi)壓力降低，保持氣相壓力平衡后才能保證加液過程的順利進(jìn)行，否則就要打開儲氣瓶的排空閥放空。采用這種方式時，加液機(jī)必須配備有液相和氣相的質(zhì)量流量計，控制系統(tǒng)要把返回的氣量從加液量中扣減。站內(nèi)設(shè)備投資較大，精度也很難控制。 ? 目前采用的單槍加液機(jī)選用進(jìn)口美國艾默生質(zhì)量流量計，單機(jī)實現(xiàn)加注計量和回氣計量功能，實現(xiàn)精確計量的目的。加氣槍選用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，選用進(jìn)口加氣槍頭，主要技術(shù)參數(shù)見下表。 適用介質(zhì) 液化天然氣（ LNG） 流量范圍 6～ 200L/min 計量準(zhǔn)確度 177。 % 額定工作壓力