2022年储罐结构系统介绍 .pdf

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1、2.2 LNG 储罐（ T-0201A/B/C ）根据 LNG储罐的国际规范 BS7777 ，LNG 储罐的形式可分为：单容罐、双容罐和全容罐。全容罐的罐体分为内罐和外罐，按照规范要求，全容罐的内罐和外罐应具备独立盛装低温液体的能力，且内罐和外罐的间距应为1 米到 2 米。正常操作条件下，内罐储存低温LNG液体；外罐顶由外罐壁支撑；外罐应具备既能储存低温LNG液体，又能控制从内罐泄漏出的 LNG气化后产生的大量气体的排放。ZJLNG 采用的是全容储罐， 其总体布置见图 1、图 2、图 3 所示。图 1：储罐总体布置一2.2.1 ZJLNG 全容储罐的主要特点及结构混凝土外罐由钢筋混凝土罐底承台

2、、后张拉式混凝土罐壁、钢筋混凝土罐顶组成，罐底承台与罐壁、 罐壁与罐顶均采用刚性连接。 罐底承台采用架高设计， 不需加热系统。外罐的内表面全部内衬碳钢， 起到阻止气体泄漏的作用。 罐顶内衬可作为罐顶混凝土的支模，同时可作为钢筋混凝土罐顶结构的组成部分。内罐为顶部开放式的9% 镍钢内罐。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 2：储罐总体布置二名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -

3、- - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 3：储罐总体布置三罐底的热角保护结构由9% 镍钢二层底、壁，以及保温材料组成，它能保证在内罐泄漏的情况下保护罐底和混凝土底层的外壁，保证罐体不失效。热角保护的顶部被锚固到混凝土外壁中，同时顶部应至少高于罐底承台5 米。内罐的顶部有一吊顶，由罐顶的吊杆支撑，其材质为铝合金、不锈钢或9% 镍钢。储罐的保温系统包括内罐底以下的保温层、内罐壁和混凝土外壁之间的保温层，吊顶以上的保温层、罐顶开孔处以及内部配管的保温层。储罐还应包括一系列的管嘴开孔及相关的内部

4、管线，包括罐内泵的泵井、吹扫管线、冷却管线、进液管线等。储罐还包括内部的通道和结构，如从罐顶人孔到吊顶以及从吊顶到内罐底的笼梯、吊顶上面的人行道、轨道等。储罐还包括外部的通道和结构，包括泵平台及其外溢保护系统、从地面到罐顶和泵平台的旋梯、外围通道、紧急逃生梯、仪表平台、护栏等等。储罐的管线从罐顶沿罐壁向下，直到与地面水平管线连接的弯头的顶部。管架在罐顶和罐壁处，管线和管架都需要保温。储罐还需要安装相关的在线阀门和仪表，及配线、电缆、接线箱等。储罐仪表主要包括液位、压力、温度仪表，泄漏检测仪表，以及冷却探头等等。储罐上还应装有压力安全阀和真空安全阀，以及与其互锁的阀和尾管。储罐外罐需装有沉降监测

5、系统。电气设备包括照明系统、航路信标、接地系统、防雷系统，以及相应的配线、电缆等。储罐的罐内泵除泵体外还包括泵顶设施、提升缆、电缆及接线箱。储罐的罐内泵还需配置泵体的提升装置，以便维修。储罐还应配备火气探测系统、消防系统，另外还需涂漆。2.2.2 储罐主要设计规范和参数根据储罐设计图纸和文件，ZJLNG储罐各组成部分设计规范和参数如下：基础：钻孔灌注桩，每个罐376 根，直径 1.5 米。已由国内施工单位施工，全部采用国产材料。混凝土部分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

6、 3 页，共 18 页 - - - - - - - - - a) 罐底承台罐壁施工期间， 在承台上定位罐壁临时施工开口可能会造成承台和罐壁的位移和沉降，如果发生了，要在开口封闭后进行罐壁张力调整。罐底承台主要参数：直径88.3 米、离地面距离1.5 米。b) 罐壁罐壁要与承台紧密完整连接，同时也要与罐顶整体连接。罐壁为钢筋混凝土，预应力设备包括钢绞线、套筒和卡锚具。预应力混凝土墙要能在设计环境下保证正常操作和卸料操作时符合设计要求。承包商提供低温加强筋在罐壁内侧。罐壁主要参数：高 39 米、内径 82 米，外径 83.4 米。内埋设后张拉预应力钢绞线及配件为拟定进口材料。c) 罐顶球形钢筋混凝

7、土罐顶浇筑在内罐碳钢顶上，内罐碳钢顶作为混凝土模具。罐顶混凝土分为 1 或 2 次浇筑。钢罐顶包括压缩环都要浇筑混凝土。罐顶主要参数：分两次浇筑在钢罐顶上，罐顶中心厚度0.4 米。d) 混凝土承压支撑环混凝土环梁安装在内罐底， 可以是不连续的， 如果地震设计结果提高了内罐圈板厚度，环梁就要是连续的。 混凝土环梁被平均铺设在内罐底和第二层罐底下，底部保温材料以上。环梁设计要考虑所有设计条件下能够承受罐底圈板的运动载荷。混泥土加强筋采用低温碳钢筋。金属材料部分a) 内罐内罐最大允许压力和最小板厚均遵循BS 7777, 壁和底环形圈板要求内圈对接焊，接口双层角焊。内罐罐底必须是搭接焊。 在内罐底和壁

8、要直接焊接同等材料的9%Ni钢加强筋。内罐的所有板材均应为四型或五型9% 镍钢，其中硫含量要求最大不超过0.005 ，磷含量最大不超过0.010，钢板需经过淬火和回火处理。9% 镍钢的供应商必须是有经验的生产商，并且曾经为类似的储罐或压力容器生产过9% 镍钢。钢板厚度大于等于10mm 时，需对钢板进行超声波检验。钢板离厂前需使用高斯仪对9% 镍钢的四面进行检验，余磁不得超过50 高斯。9% 镍钢冲击试验的要求： 9% 镍钢的冲击试验应采用却贝V型坡口冲击试验。四型9% 镍钢在 196oC 条件下，对 1010 mm 的试样在纵向的冲击力要达到平均70 焦耳；五型 9%名师资料总结 - - -精

9、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 18 页 - - - - - - - - - 镍钢在 196oC条件下，对 1010 mm 的试样在纵向的冲击力要达到平均100 焦耳。一块母板要选取 6 个试样，一边 3 个。内罐的主要参数：内罐由罐底和罐壁组成，直径80 米，常温下高度36.1 米。内罐底分为边缘圈板和中心底板，边缘圈板和中心底板分别用为329616.67 11476 和 2800 6 29275mm ，9%Ni钢板现场切割焊接而成。内罐壁共分11 圈，每圈 3.241 米。第一

10、圈至第八圈钢板厚度从26mm 递减至 12mm ，八圈以上都为 12mm 厚。b) 吊顶吊顶应为铝合金钢5083-0 或不锈钢或 9% 镍钢。吊杆应为304 不锈钢或等同的材料。最小设计温度是 -165oC。吊顶板边缘要密封，以防止珍珠岩粉末。吊顶上要开通气孔，以保证吊顶上下空间压力差小于5mbarg。吊顶边缘靠近内罐壁要有珍珠岩粉末挡板，挡板即要允许储存足够得珍珠岩粉末，又要防止粉末流到吊顶上。平整吊顶板最小厚度3.5mm 。吊顶主要参数： 4.76mm厚不锈钢板，与内罐焊接并用吊棒与罐顶连接。 上铺设 1000mm的膨胀玻璃棉保温层， 用于罐顶保温。 大部分采用 2200 x4.76x87

11、07mm 不锈钢板焊接拼接而成。c) 热拐角保护（ TCP ）热角保护系统由二层底、壁、闭合环梁、预埋件组成，焊接材料与内罐的材料相同，预埋件锚栓要根据设计情况选择。第二层底为最小厚度5mm 9%Ni钢底板和圈板组成，底板搭接焊、圈板拼接焊。二层底板放在底层保温材料以上，其上还要铺设一层保温材料。TCP最小厚度 5mm ，与二层底板连接点到嵌入档板的TCP高度最少 5m 。嵌入档板镶入外罐混凝土壁内以阻挡内罐事故状态下LNG 泄漏。其主要参数：第二层罐底分为边缘圈板和中心底板， 边缘圈板和中心底板分别用为2580 611700 和 2700528283mm ，9%Ni 钢板现场切割焊接而成。

12、TCP竖段由 2173610705mm9%Ni 钢板现场切割焊接而成，并配有加强筋，高度5 米。嵌入档板由2616810774mm9%Ni 钢板现场切割焊接而成。d) 碳钢防蒸气渗透层碳钢防蒸气渗透层应包括底层罐底、外罐内壁和钢罐顶等方面。罐底、罐壁内衬钢板及其锚固件，罐顶内衬钢板及其锚固件和罐顶钢结构均应为稳定碳钢。测试温度应取 20oC或低于最低日平均温度100C中的较低值。在测试温度下，却贝试验应最小平均达到27 焦。碳钢的防蒸气渗透层在混凝土外罐内侧。底层罐底设计计算时要考虑压力、张力和热应力。最小厚度 5mm ，必须搭接焊。外罐内壁的防蒸气渗透层要从底层罐底、TCP嵌入档板和钢罐名师

13、资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 18 页 - - - - - - - - - 顶无逢紧密连接。外罐内壁最小厚度3.5mm ，并配有加强筋。碳钢罐顶在混凝土罐顶内，与混凝土罐顶形成一个整体，将压力载荷完全传递给混凝土外壳，最小厚度5mm 。碳钢防蒸气渗透层的设计温度是 -200C到 100C 。其主要参数：底层罐底采用104055892mm 碳钢板搭接焊而成，材质S355J2。外罐壁内衬由厚度 3.5mm ，材质 S275J2的碳钢板紧贴焊在外罐内壁预埋件。钢罐

14、顶由结构钢桁架和扇形片拼装焊接而成，全部现场切割制作。结构钢桁架一般采用2584258075 或2441258690mm 的 S255J2碳钢板切割而成，并配有加强筋。扇形板为厚度6.5mm ，材质S355J2碳钢板，同时配由加强筋。e) 焊条9% 镍钢的焊条必须符合相关标准，并有一定的强度、延展性、稳固性，并且曾在其它LNG储罐上使用过。在 196oC下，却贝试验最小应达到35 焦。其它焊材的要求，应达到在机械性能和韧性上符合母材的要求。对碳钢的焊材应选取低氢型的焊条。2.2.3 储罐配管管线储罐所有的外部管线从罐顶沿罐壁向下，直到与地面水平管线连接的弯头的顶部。管架在罐顶和罐壁处，管线和管

15、架都需要保温、涂敷。管线的布置要确保仪表、阀门易于操作、维修，且应设有必要的通道（如平台、梯子等）。罐内管线分类见表1：表 1：罐内所配管线M1 52 人孔（供设备进出）M2 52 吊顶人孔（供设备进出）M3 40 人孔（供人员进出）M4 34 吊顶人孔（供人员进出）N1 BW LNG上进液N2 BW LNG下进液N3 BW BOG 总管N4 24 低压泵 A泵筒顶部（低温试验箱）N5 BW 低压泵 A外输出口N6 BW 低压泵 A泵筒放空口N7 BW 低压泵A 泵筒氮气吹扫口N8 24 低压泵B 泵筒顶部开口（低温试验箱）N9 BW 低压泵 B外输出口N10 BW 低压泵 B泵筒放空口名师资

16、料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 18 页 - - - - - - - - - N11 BW 低压泵B 泵筒氮气吹扫口N12 24 低压泵G 泵筒顶部开口（低温试验箱）N13 BW 低压泵 G外输出口N14 BW 低压泵 G泵筒放空口N15 BW 低压泵G 泵筒氮气吹扫口N16 BW 储罐冷却管线N17 BW 接收站排放总管N18 BW TRV/放空 / 排放管线N19 6 液位计N20 6 液位计N21 6 内置液位计、温度计、密 度 仪 的12竖 井（LTD

17、）N22 6 电平开关N23 2 测液相温度表N24 2 吊顶上部气相空间温度表N25 2 吊顶下部气相空间温度表N26 2 压力表接口（在吊顶上）N27 2 压力表接口（在吊顶上）N28 2 压力表接口（在吊顶上）N29 2 内罐底板顶部保温吹扫管N30 2 内罐底板底部层保温吹扫管N31A 4 环形空间内吹扫立管N31B 4 环形空间内吹扫立管N32 4 罐内吹扫管线N33 16 内罐底和吊顶上的温度计接口N34 16 内罐外臂、环形空间和外罐内壁上的温度计接口N36 6 外罐顶部吹扫放空管N37 10 BOG 就地排放口N38 2 先导式安全阀引压管N39A 12 压力安全阀名师资料总结

18、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 18 页 - - - - - - - - - N39B 12 压力安全阀N39C 12 压力安全阀N39D 12 压力安全阀N40A 12 真空泄放阀N40B 12 真空泄放阀N40C 12 真空泄放阀N40D 12 真空泄放阀N41 10 预留接口N42 6 珍珠岩填充M5 吊顶带封口平衡口编号数量直径mm 名称备注N1 1 750 顶部进液管有防飞溅挡板N2 1 750 底部进液管N3 1 600 蒸发气排放管延伸到吊顶以下N4 1

19、 80 预冷管线贴近罐底环状排列N5 3 600 泵井N9 1 200 顶部排气管嘴N10 1 150 内罐吹扫管线贴近罐底环状排列N11 2 100 内外罐间吹扫管线内外罐间用直径 80 的环管N12 1 50 底部保温层吹扫管线内罐底和第二层罐底间保温空间用直径25 的环管N13 1 50 底部保温层吹扫管线第二层罐底和底层罐底间保温空间用直径25 的环管N14 4 50 压力平衡管线N15 1 600 卸压阀管线延伸到吊顶以下N16 1 50 卸压阀管嘴N17 1 600 真空阀管嘴N18 * 150 珍珠岩管嘴名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -

20、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 18 页 - - - - - - - - - K1 2 300 液位计测量井液位计罐顶开孔 150 K2 2 50 环境温度传感器测量井K4 1 150 液位开关测量井K5 1 50 温度测量井测量吊顶上端蒸发气温度K6 1 50 温度测量井延伸到吊顶以下，测量吊顶下端温度K7 1 50 压力测量井测量吊顶上端蒸发气压力K8 1 50 压力测量井延伸到吊顶以下，测量吊顶下端压力K9 1 300 预留管嘴K10 2 400 温度传感器管嘴M1 1 900 人孔管嘴M2 1 1300 设备人孔管嘴2.2

21、.4 保温系统热损失要求LNG大罐总热损值每天不超过16 万 m3罐容的 0.05 。 设计承包商应提供证明满足这一要求的计算书，蒸发量的计算基于以下条件：最高环境温度；最大的日照幅射；无风和最高液位甲烷。罐底部保冷三层底与二层 9% Ni 钢底板之间铺 1 层 100mm 厚硬质泡沫玻璃和2 层 150mm 厚的泡沫玻璃以及 1 层 125mm 厚的泡沫玻璃纤维砖，通常绝热泡沫玻璃最低不少于2 层。每层泡沫玻璃之间均要求一层沥青毡防潮层。 泡沫玻璃之上再铺一层找平干砂5cm厚， 才能焊接 9% Ni内罐底板。罐底部保冷主要参数： 从底部罐底到第二层罐底间铺设3 层 450 x100 x600

22、mm 的泡沫玻璃砖，第二层罐底和内罐底到第二层罐底间有2 层承重混凝土支撑环，支撑环内预埋低温钢筋，支撑环之间铺设1 层 450 x130 x600mm 的泡沫玻璃砖，并用细沙找平，纵缝隙用弹性玻璃棉填充。外罐衬里（即第三层常温钢底板）上铺5cm厚干砂。罐壁保冷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 18 页 - - - - - - - - - 通常罐壁保冷总厚度需要1m 。9% Ni 钢内罐壁外表面应安装一层抗压缩弹性垫，它可以吸收一部份来自于水平方向珍珠砂的压

23、力，-玻璃棉毯的性能需要采用珍珠岩粉循环载荷测试，以达到内罐壁机械强度设计要求。弹性玻璃棉毯应可靠、牢固的靠在内罐壁外侧，一般在罐壁顶端用螺栓悬挂固定在罐壁上，最外层玻璃棉毯外面应包一层高张力玻璃棉布，以防填充珍珠岩粉时的磨擦力。内外罐壁之间的环形空间除了三层弹性玻璃棉毯外，其余空间填充膨胀珍珠岩粉，拱顶边缘部分也要填满珍珠岩粉，以便环形空间的珍珠岩粉长时间后沉降出现空隙，予以补充。现场膨胀珍珠砂应满足规范ASTMC549 要求，具体性能如表2：其主要参数：内外罐壁间1 米空间内现场发泡填充膨胀珍珠岩粉末，为减轻膨胀珍珠岩对内罐的压力，在内罐外壁绑扎一层厚度23mm 的弹性玻璃棉，平均压力负载

24、65.79PSF。表 2：膨胀珍珠砂性能指标要求性能指标要求容重48 66 kg/cm3导热系数0.044w/m/0k (00C) 湿度0.5% 吊顶保温吊顶上的保温材料为玻璃棉，总厚度由设计计算确定，设计要考虑玻璃棉安装前后，常期使用自重产生的压缩量，给出足够的厚度富余量，确保设计所需厚度。吊顶板在铺设保冷玻璃棉之前应完全焊接检验合格。如果用成型钢板搭接固定的吊顶板，搭接处必须密闭，不能存在缝隙，以免珍珠岩粉及玻璃棉漏到内罐里。对于一些穿透吊顶的管线（或仪表）不需要结构，强度要求与吊顶焊接在一起时，一定要用编织玻璃棉布密封穿孔四周。每一层玻璃棉厚度不应 150mm ，它的容重（密度）至少11

25、kg/m3 。吊顶上保冷材料安装应在其它工序，例如走道、梯子、穿管、开孔等工作全部完成后再进行，任何保温层有损坏，必须在调试前修补。层与层之间水平接头处应错开，在吊杆、管咀或其它伸出件周围的保冷层应仔细切割安装，并分别作好密封。为了测量保冷层厚度标高，还应提供标记，也可在吊顶吊杆上划出刻度或用彩色条带作出标志。吊顶上铺设1200mm 的膨胀玻璃棉保温层。管咀及内部管线保冷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 18 页 - - - - - - - - - 冷用途

26、管咀应加“绝热套” ，以便允许穿越外罐混凝土顶时温度接近环境湿度，在稳定状态下最大温度不 30C，保持材料安装在套管与冷管线之间，承包商应提供保冷材料选择和施工程序。拱顶气相空间内的冷管线应用玻璃棉保冷，至少二层，可靠地固定在管线之上，外层玻璃棉表面再加一层铝铂保护层或玻璃布，保冷层厚度应保证一个单位热量损失40w/m2管线面积，保冷材料应服从检查/ 测试计划，以保证交货过程中的质量。保冷材料的保护和预护措施：材料的包装、运输、储存过程中，全程避免受潮，尽可能为防潮箱（袋） ，并用干燥剂， 现场储存期间材料本身要密封好，保存在通风干燥的地方，防水防潮，直到它们被安装到大罐中。2.2.5 储罐仪

27、控设备泄露检测系统储罐的泄露检测系统安装在内罐壁和热转角保护之间的环形空间里，用于持续监测这一区域的 LNG的泄露和聚集情况。这个系统至少有4 个感温元件（ RTD ）水平均匀分布在罐的第二层底板上，在每个感温元件上方沿着热转角保护的方向，还均匀分布着4 个感温元件，用于监测这一区域泄露LNG液面高度的建立情况。这些感温元件和备用元件都连接至罐顶的接线箱。泄露检测系统在检测到有LNG溢出，会在中控室触发警报；如果检测系统出现故障，则会触发系统警报。感温元件采用三线铂电阻温度探头，0时的阻值是 100 欧姆。连接线采用 316L不锈钢护套。冷却探头用于监测内罐在冷却和操作过程中的温度。探头的个数

28、和安装位置应有利于优化罐的性能。罐装仪表系统（ TGS ）采用两个独立的伺服型液位测量机构，提供低液位、最高操作液位、高液位、高高液位检测。此外，还有高高液位开关用于液位高报警、高高报警和关断。每个液位测量机构配备装在测温井里的全量程多元件温度探测器，操作时可更换。罐装仪表系统同时包括测量机构、测量井、支撑件、操作指南、连接线、仪表电气接线箱和安装在中控里的数据采集系统。液位、温度和密度监测系统（LTD ）液位、温度和密度监测系统用于监测罐内液体、温度和密度，并防止罐内液体翻滚现象的发生。由伺服马达驱动可移动的探针在选定区域垂直方向取样，并将数据传送到中控名师资料总结 - - -精品资料欢迎下

29、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 18 页 - - - - - - - - - 室。低温控制阀安装在罐的进口、罐内泵的回流管线等处，用于控制进出储罐的LNG 流量。调压阀（ PCV ）用于罐内泵的压力调节。低温关断阀安装在罐内泵的回流管线和泵内气体的放空处，用于应急情况的关断，以保证罐体安全。测量计和变送器主要用于储罐各测量点的压力、差压和温度的测量变送。2.2.6 压力卸放及破真空系统分别独立设置安全阀（ PSV ）和真空阀（ VSV ） ，每个阀都应配有隔断阀和互锁装置，另外阀的数量还需考

30、虑备用阀。安全阀储罐应配有先导式安全阀， 从储罐的气相空间排气释压， 同时需将进口管线穿过吊顶。引压取自拱顶，每个安全阀的引压管都应配有互锁的切断阀。安全阀的数量除保证紧急情况下的卸放量外，至少应有一个作为备用。安全阀应配有竖直的尾管，尾管的高度应保证卸压阀失火时辐射热在规定的范围内，同时尾管的设计需要防止水分进入。真空阀储罐的真空阀仅允许空气进入拱顶，另外真空阀至少应有一个作为备用。2.2.7 罐上主要机械设备罐内泵：流量 430 m3/h ，扬程 256 m，潜没式离心泵。其主要材料表见表 3。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

31、 - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 18 页 - - - - - - - - - 表 3：LNG 罐内泵主要材料泵体铝合金A356-T6 电机外壳铝合金A356-T6 泵叶轮铝合金A356-T6 诱导轮铝合金A356-T6 么擦环不锈钢TP-304 叶轮么擦环铝青铜B-144 合金 937 泵轴不锈钢15-5 PH 泵底阀铝合金A356-T6 轴承不锈钢440C 带 CRYOLON球分离环轴承座圈不锈钢T 440 C 泵安装主板不锈钢A240/182-304L/304 (含碳量 0.03% ) 吊机：最大拔杆18.3 米时起吊能力 1700Kg ；最小

32、拔杆 3.1 米时起吊能力 4500Kg 。2.2.8 储罐的操作储罐的进料卸船时 LNG 从两根 36的管线进入储罐 , 一根在上部 , 一根在下部。该设计可使不同比重的LNG 以不同方式进入储罐，通常较重的LNG 从上部进入 , 较轻的 LNG 从下部进入。当储罐里的LNG 温差超过 1或密度差超过 2kg/m3时, 启动 LNG 低压泵对罐内 LNG 进行循环操作，防止LNG 储罐出现分层现象。储罐的操作压力在正常操作情况下， 储罐的绝对压力是通过 BOG 压缩机回收储罐的蒸发气来控制的。无卸船时，储罐的操作压力应维持在低压状态( 通常为 115KPaA) ， 当压力控制系统发生故障时，

33、储罐操作有一个缓冲空间；在卸船时，储罐的压力将升高，储罐处于高压操作状态，可控制在24kPaG 以下。储罐的压力保护系统储罐的压力保护是通过表压来控制。第一级超压保护排火炬，当储罐压力到26kPaG，控制阀开，超压部分气体排火炬系统；第二级超压保护排大气，当储罐压力达到29kPaG，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 18 页 - - - - - - - - - 储罐上压力安全阀打开，超压部分气体直接排入大气。当储罐压力为负压时,第一级负压保护靠补压气体，当

34、储罐在操作中压力降低到6kPaG时，将通过从高压外输天然气总管上来的经两级减压后的气体来维持储罐内压力稳定，第二级负压保护通过安装在储罐上的真空阀来实现。储罐上压力保护设施的压力设定值如下：储罐压力控制参数设施 /参数设定点操作压力安全阀打开向大气泄压（需有一只备用)29 kPaG 全开储罐的最高设计压力29 kPaG 压力高高跳车(ESD)27.0 kPaG 停止卸船若罐压还在上升则打开HV-02088 进行蒸发气的放空压力高高报警(DCS)26 kPaG 打开去火炬总管的压力调节阀PV-09001高压报警(DCS)25 kPaG 低压报警(DCS)8kPaG 手动关停 BOG 压缩机（若开

35、启）压力低低报警 (DCS)6kPaG 打开补气管线（PV-09010）压力低低联锁 (DCS)4kPaG BOG 压缩机及低压泵跳车破真空阀将空气引入储罐（要求一台备用)-1.0 kPaG 全开在 LNG储罐内罐的底部和罐体上设有若干测温点，可监测预冷操作和正常操作时罐内的温度。在外罐也设有多个测温点，可监测LNG 的泄漏。2.2.9 LNG 储罐储存要点及注意事项液化天然气在储存期间，无论绝热效果如何好，总要产生一定数量的蒸发气体。储罐容纳这些气体的数量是有限的，当储罐内的工作压力达到允许最大值时，蒸发的气体继续增加，会使储罐内的压力超过设计压力。LNG 储罐的压力控制对安全储存有非常重要

36、意义。涉及到 LNG 的安全充注数量，压力控制与保护系统和储存的稳定性等诸多因素。液化天然气储存安全要有以下几个方面：a）储罐材料 : 材料的物理特性应适应在低温条件下工作，如材料在低温工作状态下的抗拉等机械强度、低温冲击韧性和热膨胀系数等。b）LNG充注: 储罐的充注管线设计应考虑在顶部和底部均能冲灌，这样能防LNG产生分层，或消除已经产生的分层现象。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 18 页 - - - - - - - - - c) 储罐的地基 : 应

37、能经受得起与 LNG直接接触的低温， 在意外情况下万一LNG产生漏泄或溢出， LNG与地基直接接触，地基应不会损坏。d) 储罐的绝热 : 绝热材料必须是不可燃的，并有足够的强度，能承受消防水的冲击力。当火蔓延到容器外壳时，绝热层不应出现熔化或沉降，绝热效果不应迅速下降。e) 安全保护系统 : 储罐的安全防护系统必须可靠，能实现对储罐液位、 压力的控制和报警，必要时应该有多级保护。LNG储罐的充注条件对于任何需要充注 LNG 或其他可燃介质的储罐（或管路），如果储罐（或管路）中是空气，不能直接输入 LNG ，需要对储罐（或管路）进行惰化处理，避免形成天然气与空气的混合物，如储罐（包括管路系统）在

38、首次充注LNG 之前和 LNG 储罐在需要进行内部检修时，修理人员进去作业之前，也不能直接将空气充入充满天然气气氛的储罐内，而是在停止使用以后，先向储罐内充入惰性气体，然后再充入空气，操作人员方能进入储罐内进行检修。惰化的目的是要用惰性气体将储罐内和管路系统内的空气或天然气置换出来，然后才能充注可燃介质。用于惰化的惰性气体，可以是氮气、二氧化碳等。通常可以用液态氨或液态二氧化碳气化来产生惰性气体，LNG 船上设置惰性气体发生装置。通常采用变压吸附、氨气裂解和燃油燃烧分离等方法制取惰性气体。充注LNG 之前，还有必要用 LNG 蒸气将储罐中的惰性气体置换出来， 这个过程称为钝化。具体方法是用气化

39、器将 LNG 气化并加热至常温状态，然后送入储罐，将储罐中的惰性气体置换出来，使储罐中不存在其他气体。钝化工作完成之后，方可进入冷却降温和 LNG 的加注过程。为了使钝化效果更好，惰化时需要考虑惰性气体的密度与储罐内空气或可燃气体的密度，以确定正确的送气部位。储罐的最大充装容量低温液化气体储罐必须留有一定的空间，作为介质受热膨胀之用。充灌低温液态的数量与介质特性，与设计工作压力有关，LNG 储罐的最大充注量对安全储存有着非常密切的关系。考虑到液体受热后的体积将会膨胀，可能引起液位超高导致LNG 溢出，因此，必须留有一定的空间，需要根据储罐的安全排放阀的设定压力和充注时LNG 的具体情况来确定。

40、根据图 4，可查出 LNG 的最大充装量。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 18 页 - - - - - - - - - 图 4：充装率与安全排放阀的设计压力、充注LNG 压力关系图图中的压力为表压力，如果LNG 储罐的最大允许工作压力为0.48MPa,充装时的压力为0.14MPa ，则根据图10-30查的最大装填容积是储罐有效容积的94.3。LNG 充灌数量主要通过储罐内的液位来控制。在LNG 储罐中设置了液位指示装置，是观测储罐内部液位的“眼睛”，对储

41、罐的安全至关重要。液化天然气储罐应当装备有两套独立的液位测量装置。在选择测量装置时，应考虑密度变化对液位的影响。液位计的更换应能在不影响储罐正常运行的情况下进行。除了液位测量装置以外，储罐还应装备高液位报警器，使操作人员有充足的时间停止充注。报警器应安装在操作人员能够听到的地方。LNG储罐的压力控制LNG 储罐的内部压力控制是最重要的防护措施之一，必须控制在允许的压力范围之内。罐内压力过高或过低（出现负压），对储罐都是潜在的危险。影响储罐压力的因素很多，诸如热量进入引起液体的蒸发、充注期间液体的快速闪蒸、大气压下降或错误操作，都可能引起罐内压力上升。另外，如果以非常快的速度从储罐向外排液或抽气

42、，有可能使罐内形成负压。LNG 储罐内压力的形成主要是液态天然气受热引起蒸发所致，过多的蒸发气体（BOG ）会使储罐内的压力上升。必须有可靠的压力控制装置和保护装置来保障储罐的安全。使罐内的压力在允许范围之内。在正常操作时，压力控制装置将储罐内过多的蒸发气体输送到供气管网、再液化系统或燃料气系统。但在蒸发气体骤增或外部无法消耗这些蒸发气体的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 18 页 - - - - - - - - - 意外情况下，压力安全保护装置应能自动开

43、启，将蒸发气体送到火炬燃烧或放空。因此，LNG 储罐的安全保护装置必须具备足够的排放能力。此外，有些储罐还应安装有真空安全装置。真空安全装置能感受储罐内的压力和当地的大气压，能够判断罐内是否出现真空。如果出现真空，安全装置应能及时地向储罐内部补充LNG 蒸气。安全保护装置（安全阀）不仅用于LNG 储罐的防护，在 LNG 系统中， LNG 管路、 LNG 泵、气化器等所有有可能产生超压的地方，都应该安装足够的安全阀。安全阀的排放能力应满足设计条件下的排放要求。安全排放装置所需的排放能力按式（6-1）计算：qv49.5* r*MrT /（6-1）式中 qv相对于空气的流量（在15.5 、101.3

44、5KPa 条件下） （m3h） ；总热流量（ KW ） ；r 储存液体的气化潜热（ KJ/Kg） ；T气体在安全阀进口处的热力学温度（K） ；Mr气体的分子量。为了维修或其他目的，在安全阀和储罐之间安装有截止阀，将LNG 储罐和压力安全阀、真空安全阀等隔开。但截止阀必须处在全开位置，并有锁定装置和铅封。只有在安全阀需要检修时，截止阀才能关闭，而且必须由有资质的专管人员操作。防止 LNG在储罐内分层由于天然气组分存在一定的差异，特别是来自不同气田的天然气，所以 LNG 的密度也会有所不同。如果不同密度是 LNG 储存在同一储罐内，容易引起液体分层。密度较大的液体积聚在储罐底部，而密度小的液体处于

45、顶部。底部液体还因受到上面液体重力的作用，压力高于上部液体，对应的蒸发温度相应提高。相对于该压力相应的蒸发温度来说，底部液体的温度升高。由于温度的升高，密度将减小，当底部液体密度小于上部液体密度时，分层平衡将被破坏，形成所谓的翻腾（ROLL OVER ）或涡旋。混合将引起大量蒸发，使蒸发率剧增。如排放装置来不及排出大量的气体，储罐将超越设计的工作压力，对安全储存非常不利。在对固定的 LNG 储罐进行大容量充注时， 为了防止储罐内液体分层， 首先要求被充注的液体的热物性与储罐中原有的液体接近（组成、温度和密度）。另外，通常要求储罐的进液系统既有顶部进液管， 又有底部进液管。 当充注液体与储罐中原

46、有液体热物性有差异时，通过不同部位的输送，使液体均匀，减少液体分层的可能性。其具体方法是：a）不同产地、不同气源的LNG 分开储存，可避免因密度差而引起的LNG 分层。b）根据需储存的 LNG 与储槽内原有的 LNG 密度的差异， 选择正确的充注方法， 可有效的防止分层，充注方法的选择一般应遵循以下原则：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 18 页 - - - - - - - - - i) 密度相近时，一般底部充注。ii) 将轻质 LNG 充注到重质 LNG

47、 储槽中时，宜底部充注。iii) 将重质 LNG 充注到轻质 LNG 储槽中时，宜顶部充注。c）使用混合喷嘴和多孔管充注，可使充注的新LNG 和原有的 LNG 充分混合， 从而避免分层。分层的探测与消除可以通过测量LNG 储槽内垂直方向上的温度和密度来确定是否存在分层。一般情况下，当分层液体之间的温差大于0.2K，密度差大于 0.5Kg/m3时，即认为发生了分层。探测到确已形成分层后，可采用内部搅拌或输出部分液体的方法来消除分层。为防止分层和涡旋，LNG 储槽内一般都设计了一个专门的搅拌器，以破坏LNG 稳定分层。但内部搅拌会引起蒸发量的增加。实践表明，快速输出部分液体是一种较好的消除分层的方

48、法。间歇泉和水锤现象如果储罐底部有很长的而且充满LNG 的竖直管路， 由于管内流体受热， 管内的蒸发气体可能会定时地产生 LNG 突然喷发。 产生这种突然喷发的原因， 是由于管路蒸发的气体不能及时地上升到液面，温度不断升高，气体的密度减小，当气体产生浮力足以克服LNG 液柱高度产生的压力时，气体会突然喷发。气体上升时，将管路中的液体也推到储罐内，由于这部分气体温度比较高，上升时与液体进行热交换，液体大量地闪蒸，使储罐内的压力迅速升高。如果竖直管路的底部又是比较长的水平管路的话，这种现象更为严重。在管内液体被推到储罐的过程中，管内部分空间被排空，储罐中的液体迅速补充到管内，又重新开始气泡的积聚，过一段时间以后，再次形成喷发。这种间歇式的喷发，称之为间歇泉现象。储罐内的压力骤然上升，有可能导致安全阀的开启。因此，储罐底部竖直管路比较长时，有可能出现间歇泉。以上提及的系统被周期性地减压和增压，则该处形成液体不断地排空和充注。管路中产生的甲烷蒸气被重新注入的液体冷凝。形成水锤现象，产生很大的瞬间高压。这种高压有可能超成管路中的垫圈和阀门损坏。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 18 页 - - - - - - - - -