大型LNG儲罐使用注意事項及施工工藝

大型LNG儲罐是LNG接收站的核心設備，當外界熱量不斷向罐內傳遞時，將造成LNG密度發生變化，LNG的分層平衡被破壞，進而引發分層翻滾現象。分層翻滾產生大量的蒸發氣使得大型LNG儲罐壓力升高，若蒸發氣體不能及時排出將會導致儲罐超壓，引發排空事故。

因此，合理評估大型LNG儲罐的保冷性能，對其隔熱層進行優化以獲得經濟、的保冷效果具有重要的工程價值。目前，對于大型LNG儲罐保冷性能的主要集中在儲罐隔熱層的建造技術、絕熱計算以及儲罐整體溫度場分布等方面。為了提高儲罐保冷性能，通常從保冷材料的選擇及施工工藝方而進行考慮，珠海LNG儲罐建造時特別增加了罐壁彈性氈的厚度，另外采用干砂作為找平層，增強了絕熱效果；LNG接收站儲罐建造時考慮了水蒸氣對保冷材料的危害，采用隔氣性能較好的馬蹄脂和粘結劑進行隔氣保護。

但是，對于保冷效果的綜合評價、隔熱層的優化設計卻較少涉及，從罐壁受力變形來進行隔熱層優化是鮮有。大型LNG儲罐底部泡沫玻璃的保冷效果，通過參考蒸發量及冷量損失來進行罐底保溫層優化，但未考慮太陽輻射的影響，其結果有的局限性?；诖?，在充分考慮了熱輻射的情況下，提出通過保冷損失率、LNG蒸發率、外罐壁受力及變形的變化對罐壁保冷性能進行評價，在此基礎上提出罐壁隔熱層厚度優化方法，為LNG儲罐保冷效果的評價以及隔熱層設計提供參考。

大型LNG儲罐主要由9%Ni鋼內罐、預應力混凝土外罐、外罐內側底部熱角保護系統、儲罐隔熱層及工藝管道等組成，其隔熱層主要包括3部分：頂部為玻璃纖維氈，罐體為膨脹珍珠巖與彈性玻璃纖維氈的組合體，底部隔熱層主要為泡沫玻璃磚。

大型LNG儲罐內、外罐壁間的環形空間為堆積絕熱方式，保冷材料選用質量輕、絕熱性好的膨脹珍珠巖。大型LNG儲罐會因溫度變化產生變形，因此，在內罐壁外側安裝由玻璃棉制成的彈性玻璃纖維氈，為珍珠巖提供彈性，可以防止或珍珠巖的沉降，避免了二次填充。熱角保護系統由高度為5m的9%Ni鋼壁板及泡沫玻璃磚隔熱層、9%Ni鋼層底板等組成。

大型LNG儲罐外罐壁溫度在傳遞過程中，外罐壁內外兩側有較小的溫差。溫差使得儲罐結構產生收縮應變和體積變形，外罐壁在內外約束下，產生溫度應力[Cml。在正常使用狀態下，自重、預應力、內部氣壓、液壓以及罐頂壓力共同作用使得外罐壁部分區域拉應力較大，較小的溫差作用可能加劇外罐壁的受拉?；炷磷鳛橐环N抗拉強度較低的脆性材料，在較小的拉應力下即可能受到破壞，將外罐壁在溫差作用下的受力變形情況作為罐壁保冷設計參考是的。

大型LNG儲罐罐體多種傳熱方式共存，考慮到罐頂與罐底的熱損失可能對罐壁熱損失產生影響，因此進行外罐壁熱損失分析時，計算整個大型LNG儲罐溫度場。由于儲罐外罐所受荷載及幾何上的對稱性，取1/4外罐進行建模。模型建立步驟如下：①通過外罐壁及隔熱層溫度場模型，求解外罐及隔熱層的溫度分布；②建立外罐壁結構模型；③溫度場與結構場禍合求解不同隔熱層厚度條件下的儲罐受力及變形情況。

邊界條件：①利用AD工NA-Thermal熱分析模塊建立溫度場模型，內罐壁外側溫度為一165℃，外罐壁外側溫度為17.65℃；②利用AD工NA-Structure結構分析模塊建立結構模型，外罐頂部和底部采用固定約束，外罐采用混凝土等厚、環向預應力筋等間距布置。

低溫儲罐的主要功能是充裝、儲存低溫液體。對低溫儲罐的使用要求，應周全考慮氣體危險特性、低溫保護效果、周圍環境狀況、壓力容器特性等，采取相應技術管理措施，運行。

低溫儲罐使用注意事項：

1、低溫儲罐作業人員：

應詳細了解設備及其管閥系統結構特點，熟悉掌握低溫液體危險特性，嚴格掌控周圍環境狀況，按低溫儲罐操作程序進行作業。作業人員須經地市級及以上質量技術監督部門培訓考核合格，持有壓力容器操作資格證書，方可上崗作業。作業前，作業人員應按規定做好勞動防護措施。

低溫儲罐

2、低溫儲罐的巡回檢查：

在低溫儲罐正常使用過程中，應有專人負責巡回檢查。檢查內容器壓力不得超過儲罐的高工作壓力，若超壓時，應采取泄壓措施。檢查各閥門所處狀態及泄漏狀況，發現狀態有異或有泄漏，應及時采取處理措施，妥善糾正異常。

3、低溫儲罐的定期檢查：

定期檢查低溫儲罐夾套內的真空度，若真空度惡化，應采取補抽真空措施（儲罐抽真空應約請單位或原制造單位負責實施）。

4、低溫儲罐應定期檢驗：

低溫儲罐屬于強制監察的特種設備，被列入第三類壓力容器，應按有關技術規范實施定期檢驗。儲罐附件也應定期進行檢查，一般壓力表、液位計、閥、爆破片裝置等每年至少校驗或換一次。若發現低溫儲罐設備及附件有各種故障，均應隨時查明原因，作出正確分析判斷，采取合理解決方法，其持續正常運行和使用。

低溫儲罐LNG的儲罐應滿足下列要求：

1)耐低溫

常壓下液化氣的沸點為-160℃。LNG要求儲液罐體具有良好的耐低溫性能和優異的保冷性能。

2)要求高

罐內儲存的是低溫液體，儲罐一旦出現意外，冷藏的液體會大量揮發，氣化量大約是原來冷藏狀態下的300倍，在大氣中形成會自動引爆的氣團。

3)材料

內罐壁要求耐低溫，一般選用9Ni鋼或鋁合金等材料，外罐壁為預應力鋼筋混凝土。