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目前,國(guó)內(nèi)外常用的LNG低溫儲(chǔ)槽有常壓儲(chǔ)存、子母罐帶壓儲(chǔ)存及真空罐帶壓儲(chǔ)存三種方式。采用哪種儲(chǔ)存方式,主要取決于儲(chǔ)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(chǎng)制造試壓完畢后整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)。
LNG總儲(chǔ)存量在1000m3以下,一般采用多臺(tái)真空罐集中儲(chǔ)存,目前國(guó)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(jiǎn)單,一般采用增壓器給儲(chǔ)罐增壓,物料靠壓力自流進(jìn)入氣化器,不使用動(dòng)力設(shè)備,能耗低,因此國(guó)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(chǎng)制造、試壓后運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng),外罐在現(xiàn)場(chǎng)安裝。
儲(chǔ)存規(guī)模在1000m3到5000m3的儲(chǔ)配站,可以根據(jù)情況選用子母罐或常壓罐儲(chǔ)存,由于內(nèi)罐運(yùn)輸要求,目前國(guó)內(nèi)單臺(tái)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)?,裝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(chǎng)安裝制造,生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。
LNG低溫常壓儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,低溫常壓儲(chǔ)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(chǔ)罐方案遠(yuǎn)高于子母罐的方案。
雖然低溫常壓儲(chǔ)罐方案的一次性投資低,但方案中存在以下問(wèn)題:
① 低溫常壓儲(chǔ)罐更適用于液化廠(chǎng)和接收終端站
通常在液化廠(chǎng)和接收終端站均采用低溫常壓儲(chǔ)罐,這是由于接收終端站內(nèi)的LNG儲(chǔ)罐容積均很大(單罐容積大于5萬(wàn)m3),其它形式的儲(chǔ)罐無(wú)法做到,接收的液體是由LNG槽船運(yùn)來(lái),LNG槽船上的儲(chǔ)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(chǎng)內(nèi)由于有液化手段,儲(chǔ)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(chǔ)罐,其BOG蒸發(fā)量的多少對(duì)其影響不大。
由于本站使用的LNG均由汽車(chē)槽車(chē)運(yùn)來(lái),槽車(chē)中的LNG均帶有壓力,卸入到低溫常壓罐中會(huì)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(chǔ)罐系統(tǒng)復(fù)雜
低溫常壓儲(chǔ)罐即要考慮儲(chǔ)罐的超壓?jiǎn)栴},又要考慮儲(chǔ)罐的抽空(形成負(fù)壓)問(wèn)題,需要有補(bǔ)氣措施,所以?xún)?chǔ)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(chǔ)罐頂部還要設(shè)自動(dòng)干粉滅火系統(tǒng)、起吊裝置。
由于低溫常壓儲(chǔ)罐一般工作壓力為15KPa,為維持此壓力,儲(chǔ)罐的壓力調(diào)節(jié)閥需要經(jīng)常開(kāi)啟,BOG氣體回收到液化工段或至站內(nèi)火炬燃燒掉。
本站沒(méi)有此部分設(shè)施,若采用低溫常壓罐,只能將部分BOG壓縮至管網(wǎng)輸送,其余均要放散掉,既造成浪費(fèi)又污染環(huán)境?;蛘咴谡緝?nèi)建設(shè)一座比較的BOG儲(chǔ)罐進(jìn)行BOG的儲(chǔ)存,這樣一來(lái)勢(shì)必要增加很大的一筆投資。
③需要設(shè)置LNG泵,對(duì)LNG泵要求高
由于低溫常壓儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的液體不帶壓力,為滿(mǎn)足LNG泵的凈正吸入壓頭,儲(chǔ)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(zhǎng),檢修較為困難
常壓罐的內(nèi)外罐均在現(xiàn)場(chǎng)安裝制造,生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。如果儲(chǔ)罐發(fā)生故障,需要全部停產(chǎn)檢修。
⑤ 低溫常壓儲(chǔ)罐更需要考慮分層和沸騰問(wèn)題
本站使用的LNG是采用**廣匯等幾個(gè)液化工廠(chǎng)的氣源,由于氣體組分不同,需要考慮分層和沸騰問(wèn)題,一旦發(fā)生此問(wèn)題,與子母罐相比,問(wèn)題要嚴(yán)重得多。