液化天然氣儲罐主動安全防護技術的研究進展

LNG儲罐主動防護技術是以防止儲罐發生事故而采取的主動防護措施，主要包括采用保溫絕熱防護措施、壓力防護措施、隋性氣體抑爆措施以及預防LNG翻滾的措施等。

1、保溫絕熱防護措施

由于LNG儲罐內液體與外界環境之間存在很大的溫度差，所以儲罐的絕熱保冷設計是其防護技術較基本的要求。目前，小型LNG儲罐大多采用真空絕熱或真空粉末絕熱，中型、大型及型LNG儲罐常采用堆積絕熱。

LNG儲罐需要絕熱的部位主要有罐壁、罐底及罐頂的吊頂。罐壁的保冷材料一般選用膨脹珍珠巖或珠光砂，由于內罐壁接觸到低溫液體發生冷縮現象導致保冷材料下沉，不僅影響上部空間保冷，還會導致內罐壁承受保冷材料帶來的外部壓力，或者內罐壁因為某種原因發生膨脹也會承受這種壓力，通常會在內罐外壁安裝厚度的彈性玻璃纖維氈來減少內罐壁承受的壓力。罐底保冷層分為環形邊緣保冷層、保冷層兩部分，環形邊緣保冷層是承受儲罐及液體重量的主要部分，所以一般采用混凝土或混凝土與泡沫玻璃磚，而保冷層一般采用泡沫玻璃磚。罐頂保冷是在鋁吊頂上覆蓋保冷材料，因為鋁吊頂的剛度較低，所以一般選用導熱系數低且密度小的保冷材料，如玻璃棉。

2、壓力防護措施

為了防止LNG儲罐壓力過高或過低時發生事故，應在罐頂安裝閥和真空閥。LNG儲罐在正常運行時，通過BOG壓縮機調節壓力使其維持在規定范圍內，但當儲罐內壓力過高時，BOG壓縮機便不起作用，此時首先通過調節閥將蒸發氣體引人火炬總管，若壓力持續升高，達到閥的設定值時，則閥打開，釋放蒸發氣體，避免儲罐因壓力過高發生事故。此外，為了避免閥座結冰導致閥無法開啟，閥須采用先導式閥；同時，為了避免壓力泄放時外罐拱頂及吊頂受到破壞，閥進日管道伸到吊頂以下叫。當儲罐內壓力過低時，首先通過調節閥向罐內注人干燥氣或氮氣，若壓力持續降低，則真空閥打開，向罐內注人空氣，但真空閥接管不宜深人到內罐吊頂以下。

閥和真空閥是維持LNG儲罐內壓力在正常范圍內的一道防線，對保護儲罐的起著的作用。但閥的保護功能過于單一，當儲罐發生火災或爆炸等事故時，既不能降低儲罐表面溫度，也不能撲滅火災，因此閥應配合其他防護措施共同使用。

3、惰性氣體抑爆措施

LNG儲罐內盛裝LNG及其蒸發氣體，為防止氣體混合物達到爆炸限，在儲罐注入LNG前，通常采用氮氣置換罐內氣體，使儲罐內氧氣含量滿足要求。

4、預防LNG翻滾的措施

LNG的密度差造成的分層是導致翻滾事故發生的根本原因，因此避免分層現象或者及時分層現象可避免翻滾事故的發生，具體可以從操作方法和儲罐設計方面采取的措施：

1)選擇正確的充注方法，一般來說向儲罐內充注LNG的方法有頂部充注和底部充注兩種，當新充注的LNG的密度比儲罐內原有LNG的密度大時，可采用頂部充注的方法；反之，則采用底部充注的方法。

2)充注時的管道和噴嘴應分別采用多孔管和混合噴嘴，使得新注人的LNG和儲罐內原有的LNG充分混合。

3)在儲罐內壁設置LTD探測器，以監測LNG液位、溫度、密度的變化，當監測到儲罐內LNG的溫差大于0.2℃，密度差大于0.5kg/m3時，就可以認為LNG發生了分層，應立刻啟動循環泵，及時分層現象。

4)采取措施使LNG含氮量不超過1%，并且還要避免含氮量高的LNG在儲罐內長期儲存。

5)將不同氣源的LNG分開儲存，以避免LNG由于密度差而產生分層現象。