LNG儲罐,天然氣儲罐,液氧儲罐,液氬儲罐,液氮儲罐,二氧化碳儲罐_黃驊百恒達祥通機械制造有限公司

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液化天然氣的特性與液化天然氣儲罐的外罐設計

202007-1623:18:12

  {一}、LNG的特性

  液化天然氣(LNG)被認為是世界上較清潔的一種能源,目前被廣泛的應用于各種領域,液化天然氣的較為基本的構成成分為甲烷。LNG作用原理就是將天然氣進行壓縮與冷卻成為液體的形式,LNG體積約為同量氣態天然氣體積的1/625,密度在430~470kg/m3左右。具有較大的氣液比。液化天然氣較適宜在-135至-161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲存罐中進行儲存?!熬G水青山,就是金山銀山”,伴隨著隨著國民經濟高速發展,國家對清潔能源的需求和對環保的要求日益加強,而液化天然氣工廠的不斷建設與發展,為我國在清潔能源資源儲備與使用方面提供了較好的保障。

  甲烷作為LNG較為主要的構成成分,而乙烷、丙烷等物質作為其次要的組成成分。由于生產工藝與原組件方面存在著不同,所以說,不同的LNG工廠所生產出來的天然氣也具有不同的構成成分。對于甲烷的相關規定中較為標準的是歐洲標準EN1160中所規定的,需要LNG中的甲烷含量超過四分之三,氮含量應該少于5%;實際生產過程中成品LNG的甲烷含量要高于97%。

  1、燃燒特性

  LNG與天然氣的燃燒特性基本相同,但是液化天然氣的燃燒速度比較慢,一般在每秒鐘0.3m,通常情況下,LNG與蒸汽發生爆炸的因素不包括燃燒。LNG氣化后爆炸為5%-15%,火焰也會飄散到一些有氧氣的地方。天然氣中由于一些在云團游離的不具備高速燃燒的條件,所以說燃燒爆炸的可能性較小,壓力小于5千帕的時候就不會引起爆炸,但是由于周邊的空間存在較多的限制性因素,使得云團內部的壓力比較高,LNG蒸汽遇到空氣混合物就會上升至爆炸的,繼而發生爆炸,嚴重的會造成為嚴重的后果。

  2、低溫性能

  LNG的存儲條件是低溫常壓,與此同時,還需要將飽和蒸氣壓控制在大氣溫正常壓力的情況下。通常情況下,在常壓狀態中的LNG,一般沸點都是在零下162攝氏度,并且LNG儲存、運輸以及使用的條件都要滿足低溫的狀態。在LNG系統所特有的低溫狀態之下,需要注意輸送管道的低溫斷裂與收縮,同時還要注重泄露與擴散事件的發生。

  3、滾騰特性

  當一個存儲罐之中存有較多的不同組分的超低溫液體的時候,會產生蒸發與吸熱的現象,并且在此作用之下會有不同密度的液體產生,通常情況下,液體會出現層化現象,也就是分為上下兩層。當兩層的液體密度與平衡點為接近的時候,極有可能形成上下對流的狀況,并且會產生較多的氣體,這就是所謂的滾騰現象。其中的危害在于能夠使罐內的壓力不斷地增長,造成設備的損壞,與此同時極有可能會帶來爆炸后果。

  {二}、LNG儲罐的外罐設計

  LNG儲罐外罐設計應用的標準為API620。單容罐的外罐僅承裝保冷材料及蒸發氣體,而不需要裝載低溫液體,因此外罐的設計要求與普通的常溫儲罐類似。

  一、外罐基礎

  LNG儲罐下部的土壤溫度過低、土壤凍結、土壤中形成冰層(主要針對鉆土類土壤)以及冰層增厚都會引起巨大的膨脹力,這些膨脹力產生的抬升力會危害儲罐及其部件,如泵吸入口接管設置在罐底的儲罐。為防止此類危害的發生,儲罐基礎一般采用帶加熱系統的基礎或架空的混凝土承臺。由于20000m3低溫儲罐的總重較小,天然氣儲罐基礎采用架空的混凝土承臺,既便于生產操作及維護,又節省建設投資。

  二、罐體的設計

  外罐的設計應考慮到包括建造、試驗、置換預冷、正常操作及檢修等各個方面。主要的外加載荷有:

  (1)內壓和由操作引起的真空分壓;

  (2)從空罐到充滿較大氣體壓力的儲罐本體與規定介質的重量;

  (3)局部和全部的支撐系統,另要預計來自基礎條件的影響;

  (4)平臺和梯子的支架以及氣候條件變化(如過量的雪)等產生的附加載荷;

  (5)風載或規定的地震載荷;

  (6)管道連接引起的載荷;

  (7)所有保冷材料的重量。


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