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LNG储罐、LNG低温储罐、LNG天然气储罐、LNG液化天然气储罐、液化天然气储罐

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大型LNG储罐结构设计及设计要求
发布时间:2019-08-22        浏览次数:90        返回列表
   1LNG储罐总体构造
  大型LNG预应力混凝土储罐的一般构造是 预应力混凝土加金属罐双重封拦设计,大体可分为罐顶、罐壁和罐底三部分。LNG储罐罐顶结构主要包括低温钢吊顶、吊杆、玻璃纤维绝热层以及预应力钢筋混凝土外罐拱顶;罐壁结构包括低温钢内壁、保冷隔热层和贴有较薄低温钢板的预应力钢筋混凝土外壁;罐底结构包括低温钢内罐底、多层绝热层、预应力钢筋混凝土外罐底以及罐底加热器等。因LNG的储存属于超低温储存,漏热会导致LNG气化流失,所以储罐的总体结构每部分都要设置保冷层,储罐的保冷性能是 衡量储罐总体设计水平的一个重要标准。
  2LNG储罐低温用钢
  LNG储存在内罐当中,由于LNG具有可燃性和超低温性,所以低温储罐内罐用钢的选择是 储罐设计中非 常重要的一个技术环节,在设计过程中必须慎重选择能满足要求的钢种,钢板应满足的一般要求是 :
  (1)在规定的使用温度范围内具有足够的强度(包括疲劳强度);
  (2)在规定的使用温度范围内具有足够的韧性,以防发生脆性破坏;
  (3)应具有良好的机加工性及可焊性;
  (4)应具有较好的经济性且便于购置。
  能够满足这些条件的耐低温钢主要有9%Ni钢、铝合金和奥氏体不锈钢。从金相学角 度来看,如果采用面心立方晶格结构的铝合金或奥氏体不锈钢,可不考虑 其脆性破坏问题,但若采用体心立方晶格结构的铁素体钢,在一定温度(转变温度)下铁素体钢会急剧地失去韧性而发生脆化。理论上讲9%Ni钢应属于铁素体钢,但其中加入了Ni元素,并且P和S的含量都有所降低,借助于热处理方法可显著地提高其韧性,可使转变温度降低至一196℃以下。LNG储罐常用的几种低温钢及其性能如下。
  (1)9%Ni钢
  9%Ni钢是 一种低碳调质钢,组织为马氏体加贝氏体,较低使用温度可达-196℃,具有很强的耐低温性能,具有热膨胀系数小,强度高等优点,在口本约有60%的大型平底圆形LNG储罐使用9%Ni钢作为内罐材料。Ni是 9%Ni钢的主要合金元素,其主要作用就是 降低钢的脆性转变温度,提高钢的低温韧性,钢的韧性指标在一定范围内会随着Ni元素含量的提高而提高。Ni元素还可改善钢的加工性和可焊性以及钢的抗腐蚀能力(不仅能耐酸,而且还可以抵抗大气和碱的腐蚀)。此外在9%Ni钢中Mn元素的主要作用是 细化晶粒,同时还可提高钢的韧性,降低钢的转变温度。
  (2)铝合金
  铝合金是 以铝为基的合金总称。铝合金密度虽低但强度较高,接近或超过钢,具有良好的塑性,可加工成各种各样的型材,低温储罐结构上它属于面心立方晶体材料,能有效防止低温脆化,适用于低温场合。与9%Ni钢比较,铝合金强度较低,但重量相对较轻而且可焊性和可加工性很好,目前在大型LNG储罐内罐生产中的使用量也非 常大,仅次于9%Ni钢。
  几乎所有的焊接方法都可以用于焊接铝合金,但是 铝合金对各种焊接方法的适应性是 不同的,各种焊接方法有其各自的应用场合。另外与9%Ni钢不同的是 铝合金不会受焊接的影响而使材质变坏,因此可采用高效率的焊接方法。由于铝合金导热系数和热膨胀系数较大的特点,在焊接过程中易于形成微小的熔合不足缺陷,因此要求可靠性较高的焊接技术。惰性气体保护焊(T工G或M工G)方法是 应用较为广泛的铝合金焊接方法。在LNG储罐建造中已经采用了大电流的M工G自动焊接,现在又开发出全位M工G自动焊技术和窄间隙M工G自动焊技术,为实现储罐较大限度地在工厂预制、提高施工质量和降低施工成本创造条件。
  3LNG储罐结构设计
  大型预应力混凝土LNG储罐的设计从结构上主要可分为罐底结构设计、罐顶结构设计和罐壁结构设计三部分,罐壁结构又分为预应力混凝土外罐和9%Ni低温钢内罐。对储罐的设计要求如下:
  (1)在正常操作条件下介质处于气液共存状态;
  (2)介质能在特定比率之下被填充和耗尽;
  (3)气化过程可以控制且在一些例外的情况下可以形成闪蒸或排出;
  (4)当必须使用真空调节阀时,除个别情况外,要控制空气的进入量和湿度;
  (5)气化是 一个详细的浓缩过程,外表面的雾气要限制到较小量,另外要防止基础设施的雾气作用;
  (6)要尽量减小由于偶然事故引起的破坏且尽量不要导致液体介质流失。
  在一定条件下,环境温度低于生产温度,使用悬挂顶篷时,在外层储罐内部会发生浓缩现象。这些浓缩物质能进入环形空间并引起一些问题。特殊的排序可使得产品进入储罐内部或发生变化,也可以选择使用其它的顶部隔热系统。
  储罐基础是 用来安装储罐及承受储液的自重。LNG储罐的基础长期在低温环境下工作,储罐及管道内LNG的处于超低温状态,LNG一旦发生泄漏渗入基础内,将会对混凝土造成不可修复的破坏,整个基础会丧失承载能力而造成严重的后果。因此保证基础在恶劣条件下不失效是 设计时考虑 的重要一点,由于地基与基础的不均匀沉降可导致罐体的垂直度和水平度偏差从而影响储罐的总体适用,因此对基础设计的总体要求如下:
  (1)储罐基础应能承受罐体自重和储液的总荷重以及建罐地区的地震载荷;
  (2)储罐基础的总沉降量和不均匀沉降量必须满足标准规定的范围;
  (3)储罐基础形式的选择要与地基条件及罐底结构构造匹配;
  (4)罐底板结构和储罐基础要采取相应措施以避免罐底板与基础之间积液。
  黄骅百恒达祥通机械制造有限公司(http://www.hbxiangtong.com)是 生产 液氧储罐表面防腐涂层采用喷砂除锈、吹扫、喷涂等工艺,同时采用了双组分快速固化液体涂料。 液氩储罐具有使用寿命长、占地面积少、结构紧凑、集中控制、操作和维修方便等特点。 液氮储罐使用中低温液体贮罐罐体,出现的异常问题往往与真空度的优劣有很大程度关系。 二氧化碳储罐采用“组合、系统阀”使用两组阀同时工作,在定期校验时可关闭一侧,另一侧继续工作,确保储罐的运行。