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鶴崗LNG低溫儲罐的幾種儲存形式

作者:小編 瀏覽量:12813 時(shí)間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

LNG低溫儲罐的幾種儲存形式,目前,國內(nèi)外常用的LNG低溫儲槽有常壓儲存、子母罐帶壓儲存及真空罐帶壓儲存三種方式。采用哪種儲存方式,主要取決于儲存量的大小。① 真空罐真空罐為雙層金屬罐,內(nèi)罐為耐低溫的不銹鋼壓力容器,外罐采用碳鋼材...

目前,國內(nèi)外常用的LNG低溫儲槽有常壓儲存、子母罐帶壓儲存及真空罐帶壓儲存三種方式。采用哪種儲存方式,主要取決于儲存量的大小。

① 真空罐

真空罐為雙層金屬罐,內(nèi)罐為耐低溫的不銹鋼壓力容器,外罐采用碳鋼材料,夾層填充絕熱材料,并抽真空。真空罐是在工廠制造試壓完畢后整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場。

LNG總儲存量在1000m3以下,一般采用多臺真空罐集中儲存,目前國內(nèi)使用的真空罐單罐容積最大為150m3。真空罐工藝流程比較簡單,一般采用增壓器給儲罐增壓,物料靠壓力自流進(jìn)入氣化器,不使用動力設(shè)備,能耗低,因此國內(nèi)外的小型LNG氣化站基本上全部采用真空罐形式。

② 子母罐

子母罐的內(nèi)罐是多個(gè)耐低溫的不銹鋼壓力容器,外罐是一個(gè)大碳鋼容器罩在多個(gè)內(nèi)罐外面,內(nèi)外罐之間也是填充絕熱材料,夾層通入干燥氮?dú)猓苑乐節(jié)窨諝膺M(jìn)入。子母罐的內(nèi)罐在工廠制造、試壓后運(yùn)到現(xiàn)場,外罐在現(xiàn)場安裝。

儲存規(guī)模在1000m3到5000m3的儲配站,可以根據(jù)情況選用子母罐或常壓罐儲存,由于內(nèi)罐運(yùn)輸要求,目前國內(nèi)單臺子罐最大可以做到250m3,采用子母罐的氣化工藝流程與真空罐大致相同,由于夾層需要通氮?dú)猓b置中多了一套液氮裝置。

③ 常壓罐

常壓罐的結(jié)構(gòu)有雙金屬罐,還有外罐采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的;有地上罐,還有地下罐,20000m3以下的多為雙金屬罐。

常壓罐的內(nèi)外罐均在現(xiàn)場安裝制造,生產(chǎn)周期較長。

LNG低溫常壓儲罐的操作壓力為15KPa,操作溫度為-162℃,為平底雙壁圓柱形。其罐體由內(nèi)外兩層構(gòu)成,兩層間為絕熱結(jié)構(gòu),為保冷層。內(nèi)罐用于儲存液化天然氣,而外殼則起保護(hù)、保冷作用。為了減少外部熱量向罐內(nèi)的傳入,所設(shè)計(jì)的內(nèi)外罐是各自分離并獨(dú)立的。罐項(xiàng)是自立式拱頂,內(nèi)罐罐項(xiàng)必須有足夠的強(qiáng)度及穩(wěn)定性以承受由保冷材料等引起的外部壓力和由內(nèi)部氣體產(chǎn)生的內(nèi)部壓力。

儲罐采用珠光砂為保冷材料,并充入干燥的氮?dú)猓WC夾層微正壓,絕熱材料與大氣隔離,避免了大氣壓力或溫度變化的影響以及濕空氣進(jìn)入內(nèi)、外罐間保冷層,增加了保冷材料的使用壽命,有效保證和提高了保冷材料的使用效果。在設(shè)計(jì)和制造絕熱結(jié)構(gòu)時(shí),必須注意采用防潮措施。

通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,低溫常壓儲罐方案的一次性投資低于子母罐的方案,但運(yùn)行費(fèi)用低溫常壓儲罐方案遠(yuǎn)高于子母罐的方案。

雖然低溫常壓儲罐方案的一次性投資低,但方案中存在以下問題:

① 低溫常壓儲罐更適用于液化廠和接收終端站

通常在液化廠和接收終端站均采用低溫常壓儲罐,這是由于接收終端站內(nèi)的LNG儲罐容積均很大(單罐容積大于5萬m3),其它形式的儲罐無法做到,接收的液體是由LNG槽船運(yùn)來,LNG槽船上的儲罐也是低溫常壓形式,壓力變化不大。而且在接收終端站內(nèi)設(shè)有BOG的冷凝裝置,可以將BOG再變成LNG。

液化廠內(nèi)由于有液化手段,儲存期間產(chǎn)生的BOG可以變成再生氣進(jìn)行液化,故采用低溫常壓儲罐,其BOG蒸發(fā)量的多少對其影響不大。

而一般氣站使用的LNG均由汽車槽車運(yùn)來,槽車中的LNG均帶有壓力,卸入到低溫常壓罐中會產(chǎn)生大量的氣化,產(chǎn)生大量BOG氣體。而且由于BOG為常壓氣體,BOG壓縮機(jī)的投資和運(yùn)行費(fèi)用高。LNG泵的運(yùn)行費(fèi)用亦增加。

②低溫常壓儲罐系統(tǒng)復(fù)雜

低溫常壓儲罐即要考慮儲罐的超壓問題,又要考慮儲罐的抽空(形成負(fù)壓)問題,需要有補(bǔ)氣措施,所以儲罐上要設(shè)有多個(gè)進(jìn)口的低溫調(diào)節(jié)閥、呼吸閥等。儲罐頂部還要設(shè)自動干粉滅火系統(tǒng)、起吊裝置。

由于低溫常壓儲罐一般工作壓力為15KPa,為維持此壓力,儲罐的壓力調(diào)節(jié)閥需要經(jīng)常開啟,BOG氣體回收到液化工段或至站內(nèi)火炬燃燒掉。

③需要設(shè)置LNG泵,對LNG泵要求高

由于低溫常壓儲罐儲存的液體不帶壓力,為滿足LNG泵的凈正吸入壓頭,儲罐的基礎(chǔ)(高架式基礎(chǔ))要提高。而且為防止發(fā)生氣蝕,LNG泵的進(jìn)液管要考慮采用真空保冷管。

④施工周期長,檢修較為困難

常壓罐的內(nèi)外罐均在現(xiàn)場安裝制造,生產(chǎn)周期較長。如果儲罐發(fā)生故障,需要全部停產(chǎn)檢修。

⑤ 低溫常壓儲罐更需要考慮分層和沸騰問題

若氣站使用的LNG氣源不同,由于氣體組分不同,需要考慮分層和沸騰問題,一旦發(fā)生此問題,與子母罐相比,問題要嚴(yán)重得多。

儲罐方案比較表

技術(shù)性能低溫常壓罐方案帶壓子母罐方案立式真空儲罐
內(nèi)罐外罐單臺子罐母罐?
貯存介質(zhì)LNG珠光砂+N2LNG珠光砂+N2珠光砂+真空
主體材質(zhì)0Cr18Ni916MnR0Cr18Ni916MnR0Cr18Ni9/16MnR
工作壓力<15KPa/0.6MPa/0.6MPa
設(shè)計(jì)溫度-196~+40℃-19~+50℃-196~+40℃-19~+50℃-196~+40℃
設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)JB/T4735-1997GB150-1998GB18442
安裝過程車間加工板料,全部現(xiàn)場安裝車間加工內(nèi)罐,現(xiàn)場安裝外罐車間加工儲罐,現(xiàn)場安裝
制造安裝周期6~7個(gè)月5~6個(gè)月3個(gè)月
BOG壓縮機(jī)需要不需要不需要
LNG泵需要不需要不需要
運(yùn)行特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 1.儲罐一次投資省; 缺點(diǎn): 1.儲罐自身無壓,出液須設(shè)LNG泵,且要求泵的NPSH盡可能小,泵的安裝高度要求高,增加了LNG泵的運(yùn)行維護(hù)和電耗; 2. LNG來源為槽車,卸車過程中,儲罐內(nèi)大量BOG需減壓釋放,且日常儲存過程中,產(chǎn)生的BOG均需經(jīng)過壓縮機(jī)加壓后才能送入管網(wǎng)中,增加了BOG壓縮機(jī)的運(yùn)行維護(hù)和電耗。 3.占地面積大,根據(jù)規(guī)范要求,低溫常壓罐距圍堰和圍堰距站區(qū)圍墻的距離比壓力罐要大許多。 4.運(yùn)行管理復(fù)雜,對閥門的要求高。優(yōu)點(diǎn): 1.可利用儲罐自身壓力排液,不需要設(shè)置LNG泵。 2.由于是壓力罐,儲罐BOG回收量相對空間較大,并可利用壓力直接經(jīng)減壓輸送到中壓管網(wǎng); 3.LNG來源主要為槽車和集裝箱,均帶壓,卸車過程相對BOG量較小。 4.占地面積比立式真空罐小,當(dāng)儲罐總?cè)莘e超過約1500米3時(shí),投資更低。 缺點(diǎn): 1.儲罐一次投資比低溫常壓罐大; 2.如果只設(shè)置一臺儲罐,無法分期實(shí)施,而且,一但儲罐有故障(罐內(nèi)沒有沒有分組),將造成停氣。優(yōu)點(diǎn): 1.可利用儲罐自身壓力排液,對LNG泵的NPSH要求小,泵的安裝高度要求低; 2.由于是壓力罐,儲罐BOG回收量相對空間較大,并可利用壓力直接經(jīng)減壓輸送到中壓管網(wǎng); 3.LNG來源主要為槽車和集裝箱,均帶壓,卸車過程相對BOG量較小。 4.適宜分期建設(shè)。 5. 不考慮相鄰罐,消防水池和水泵均較小。 缺點(diǎn): 1.儲罐一次投資比低溫常壓罐大。

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