LNG儲罐的翻滾問題及應用水平

LNG即液化氣，是通過制冷的方式，將氣態的氣液化而的液體，液化溫度達到-162℃。液化后的氣體積驟減，因此便于運輸和儲存，因而范圍內的廣泛和應用。目前，世界范圍內LNG相關和應用較為發達的地區主要為歐美和日韓，而我國自深圳液化氣(LNG)項目建成，截至2011年，我國建成的LNG衛星站已超過40個，而我國氣消費量占基礎能源消費的比重僅為4%，相較于世界平均水平的23.76%，仍有很大的差距，其中液化氣的儲存作為液化氣工業鏈中至關重要的一個環節，該技術的發展與應用水平也成為LNG應用市場發展的一個重要因素。

1LNG儲罐的分類

LNG儲罐的分類方式諸多，按照構建位置，可以分為地上型和地下型；按照形狀可以分為球形和圓柱形；按照儲罐的材料可以分為雙金屬型、預應力混凝土型和薄膜型；按容量以分為小型（5~50m3)、中型（50~100m3、大型(100~40000m3)和型(40000~200000m3)，其中，隨著技術的發展，大型和型LNG儲罐是LNG儲存的發展方向；按絕熱結構可以分為真空粉末絕熱型、正壓堆積絕熱型和高真空多層絕熱型；按罐的結構可以分為單容式、雙容式和全容式型。

2LNG儲罐中存在的問題

LNG儲罐作為LNG工程中的重要環節，其發展應用過程中主要有以下問題具有廣闊的和發展空間。

2.1儲罐材料

LNG儲存介質為低溫液體，其主要材料包括罐殼體和保溫材料兩部分。對于殼體，由于儲罐儲存介質為超低溫液體，因此，儲罐殼體材料在低溫條件下的力學性能至關重要。儲罐內筒一般采用含鎳9%介金鋼，也可為全鋁、小銹鋼薄膜或預應力混凝土，外壁為碳鋼或預應力混凝土。壁頂的懸掛式絕熱支撐平臺為鋁制，罐頂則由碳鋼或混凝土制成。

雖然已經對該類材料的應用有了的工程經驗，但是從力學性能上仍具有很大的缺陷，而對于儲罐的力學性能分析，現在也大多停留了理論，現主要采用的方法為有限元法。安浩就球罐建立儲罐性的概率評價模型，并利用概率有限元法對該球型儲罐進行了性大小評價和參數敏感性分析，分析發現儲存壓力與儲罐殼體材料的屈服強度是球罐結構概率的主要影響因素，而球罐結構的內徑、球罐壁厚、球罐彈性模量和密度屬于非重要因素。

保溫材料主要包括罐內額和罐外兩部分，現有工程中，對罐內保溫材料已經進行了較為廣泛的應用，在材料選擇時，主要從抗外界十擾能力、價格和采購便捷性等方而進行考慮。罐內絕熱材料主要為膨脹珍珠巖、彈性玻璃纖維氈及泡沫玻璃磚等。而LNG儲罐外保溫材料現少有應用，將一種高真空多層絕熱材料應用與儲罐，并進行了實驗測試，經實驗發現，該類材料用于LNG儲罐的外壁絕熱具有優良的效果。

2.2儲罐配置

液化氣儲罐是城鎮液化氣氣化站的核心設備，投資大，對液化氣供氣技術的經濟性影響很大，因此在設計中提出優化的儲罐配置方案，對于LNG氣化站具有重要的經濟效益。而在實際工程設計中，和和根據經驗進行罐型和數量的設置，沒有對經濟效益進行全而的計算分析。時國華等人，針對廣東某液化氣氣化站，建立了定量的數學規劃模型，并通過模型簡化，較終確定了較優化的LNG儲罐的配置方案。因此，對于現有的LNG終端以及氣化站，為了工程效益，在設計中需通過數學分析，設置較優化的儲罐配置方案。

2.3儲罐內翻滾與泄漏危險

(1)液體翻滾

正如前而分析，LNG儲罐要達到與外界環境的絕熱幾乎小可能，而由于NG儲罐一般都是多種小同屬性的介質混介儲存，由于密度等參數的影響，在時間后，隨著LNG冷量的小斷散失，小同的LNG小等時的氣化，并出現老化分層。隨著LNG與外界環境的熱交換，以及小同層次間LNG介質的熱交換，各層次間又會出現混雜，由于分層混雜間斷發生，大量氣體在短時間內小斷氣化，罐內壓力短時間內驟高，壓力閥也小斷開閉，在造成LNG排放浪費的同時，甚至會導致沸騰液蒸氣膨脹爆炸(BLEVE)，對LNG儲運構成重大威脅。

針對LNG的罐內翻滾問題，可以有以下解決方案：

①小同屬性的LNG分開儲存；

②通過調節儲罐的進料部位、噴射、攪撲等方式使小同密度的LNG充分混介，小產生分層；

③采用優良的保溫材料，防比LNG在儲存過程中與外界熱量的交換；

2)液體泄漏

LNG泄漏主要包括連續泄漏和瞬時泄漏兩種形式，而根據范圍內統計，LNG的泄漏以連續泄漏為主。LNG泄漏造成的危害主要包括：LNG低溫灼傷、窒息，甚至是爆炸。在實際工程中和和通過設置充足的消防設備，以泄漏后的危險的撲救，但是介理分析計算泄漏的發展擴散規律，地指導擴散后的逃離與補救策略和補救工程量，對于LNG的儲存具有重要的意義。唐建峰等對LNG擴散的物理過程進行了，并建立了數學模型，并計算了LNG云團的變化發展規律。LNG儲罐泄漏也進行了模擬計算，對泄漏日位置、泄漏日徑進行了計算分析，了泄漏日位置越靠近地而，泄漏日經越大，危險性越大。