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低温储罐在正常生产过程中主要控制液位、压力、温度等工艺参数，通过计算机控制系统在控制室监控工艺参数是 否在合理范围。LNG储罐液位是 LNG工厂控制的主要参数，LNG注入储罐、装车泵外输LNG均可引起储罐液位变化。LNG储罐会产生闪蒸气(BoilOffCas，BOG)，BOG通过压缩机回收，进而控制储罐压力。温度参数属于的辅助参数，主要用于辅助分析储罐的LNG蒸发量以及泄漏情况。以上参数都必须控制在合理范围，当超出控制范围时应采取相应的保护措施，防止参数继续超出警报范围造成事故。LNG储罐通常设置以下保护系统：
1)液位安全保护系统。用于操作人员监控储罐的液位，及时了解储罐液位高度并核算LNG存储量，防止液体溢罐和LNG装车泵抽空。
2)压力安全保护系统。LNG储罐设计压力一般为-0.6~14kPa(部分储罐设计压力达20kPa)，BOG气体不能及时排出，储罐可能超压；反之如果压缩机抽气量过大造成储罐出现负压。无论是 超压还是 负压都将对储罐造成严重威胁甚至引发爆炸等危险，为此须设置压力保护系统因。
3)泄漏警报系统。在夹层底部环状区、外罐内壁、顶部吊顶空间等设置分布均匀的多点温度计，内罐泄漏LNG后能及时警报并采取相应的安全措施。
4)其他还应设置可燃 气体泄漏检测和火焰探测警报系统及自动火灾消防灭火系统。
液位安全保护系统
LNG储罐的液位测量主要有差压液位计、伺服液位计、雷达液位计等类型回。差压液位计是 利用差压与液位高度成正比的原理进行测量，具有原理简单、调校方便、价格便宜、供货周期短等优点。差压液位计对于安装高度、引压管走向等有严格要求，引压管需要从储罐顶部敷设到底部，分别在储罐顶部和底部测量压力。引压管长度由储罐高度决定，从十几米到几十米不等，且引压管安装在夹层中，在夹层填充珠光砂之后引压管将无法检修，因此一般要求减少焊点，采用一根整体无缝钢管。引出保冷层部分的引压管与空气进行热交换，该部分管内的LNG液体气化形成的气泡会影响测量精度。因此差压液位计在储罐高度几米到十几米的小型LNG储罐上应用较广泛，在5000时以上的大型LNG储罐中则应用较少。 雷达液位计是 基于FMCW频率调制连续波的测量技术，测量雷达波的反射波与发射波之间时间差再结合数字处理技术获得液位测量值。应用在LNG储罐上液位计主要有喇叭天线雷达液位计和导波雷达液位计。LNG液体的介电常数约1.2，雷达波在LNG液面上反射效果较差，普通喇叭天线雷达液位计无法测量，只有少数厂家专门开发的雷达液位计可以进行测量。因此很难形成良性竞争，导致价格较高、供货周期较长，在5000m3以上的大型LNG储罐上有一定应用。导播雷达液位计由于其独特的导播缆结构减少了雷达波的能量损失，增加了反射波接收效果，常规雷达液位计厂商就能生产，相对喇叭天线雷达液位计性价比更高，但其导播缆直接与表头相连，无法安装隔离密封阀，因此无法在线检修，应用较少。若导播雷达液位计能解决检维修时的隔离密封问题，对10~30m高的中大型LNG储罐液位测量仪表的选型将是 很好的选择。
伺服液位计主要基于阿基米德原理，采用高精度力传感器、伺服电机系统和测量磁鼓，通过测量浮子所受浮力的增减所引起的钢丝拉力变化，并带动浮子不断地跟随液位的变化，计数器记录了伺服电机的转动步数，并自动地计算测量出浮子的位移量，即液位的变化量。伺服液位计除了能测量液位和界位，还能通过浮子的上下移动测量LNG储罐的各层密封，再结合平均温度计可以初步判断LNG的密度和温度分层状况，对于LNG储罐防翻滚有一定的参考意义。伺服液位计具有稳定性高、精度高、功能强大等特点，在大型LNG储罐上应用广泛。
压力安全保护系统
LNG储罐虽有良好的绝热性能，但不能完全避免产生BOG，通常储罐压力控制比外界大气压略高5 kPa。如果BOG不能及时排出，储罐可能会超压，反之如果BOG压缩机的抽气量过大会造成储罐出现负压。无论超压还是 负压，对LNG储罐安全均会产生严重的威胁。LNG储罐压力控制总体思路是 由于大气压变化，物料进出，正常吸热产生的常规压力波动通过调节BOG压缩机的抽气量维持罐压。火灾或翻滚等极端情况下罐压剧烈变化，需要设置自动放空阀、安全阀和呼吸阀等保护性措施呵。因此归纳起来可以分为常规压力控制系统和压力安全保护系统。常规压力控制系统通过BOG压缩机抽气量的变化调节LNG储罐的压力。当LNG储罐压力超过BOG压缩机调节能力时，LNG储罐高压必须能自动安全泄放，低压应及时关闭压缩机和补充天然气。
泄漏警报系统
LNG储罐内罐采用不锈钢钢板焊接而成，由于焊接质量或受热不均、应力变形等因素，可能造成内罐钢板间焊缝出现裂缝导致LNG泄漏至外罐。少量的LNG泄漏至外罐由于无法保持冷量会迅速汽化成气体造成外罐超压，汽化气通过安全阀排放至大气中。大量的LNG泄漏至外罐时，安全阀不能及时排放大量汽化气造成外罐超压，破坏储罐。为保护外罐，防止LNG大量泄漏造成事故，设置储罐泄漏警报系统，在泄漏发生时及时警报，通知操作人员采取相应保护措施。
在LNG储罐夹层垂直方向、夹层底部、热角 保护层等位置设置温度检测点。如果内罐发生泄漏相应的检测点温度将发生变化并警报。操作人员可结合多个检测点的温度异常降低来判断内罐是 否泄漏，并及时采取相应处理措施，如将储罐内LNG倒空后进行检查等。通常设置14个温度测点，主要监测内罐LNG的泄漏，当泄漏量大时，可以根据具体温度梯度估算泄漏量，温度检测点的设置数量应兼顾检测数据直接有效、无延迟和经济适用原则，每个温度检测点间距一般在2~3m。其中TE1较高处的TE1-1主要用于检测珠光砂的沉降，其安装位置应保证被珠光砂淹没200一300mm，通过该检测点能及时反映珠光砂的沉降情况。
TE3主要设置在夹层底部环状圈内，一般1x104m3以下的LNG储罐以900角 布置4个，其他大型LNG储罐根据实际尺寸核算后进行设置。夹层和外罐之间一次性填充好珠光砂，之后不再进行拆换，因此LNG储罐夹层内的温度检测点是 无法检修的，为防止夹层内温度仪表损坏影响储罐检测，每个温度测点一般会设置成双支热阻型，一用一备。
除以上温度检测点外，通常还在内罐罐底、罐壁内侧设置温度检测点，主要用于LNG储罐投用前预冷时检测预冷温度是 否均匀，防止局部温度预冷不均造成储罐应力形变。其中罐壁内侧共设置11个温度检测点，在内罐底部设置10个温度检测点，罐壁每个温度检测点间距2~3m，罐底在112圆环上以每45°角 设置1个检测点，其他规格的储罐检测点数量应根据具体LNG储罐规格和类型进行确定，但都应以检测数据直接有效、无延迟和经济适用为原则。
在装车泵区、导流沟、积液池等区域均应设置环境温度检测仪表。当LNG储罐大量泄漏引起环境温度骤降时，这些区域的环境温度检测仪表将在中央控制室进行警报，并联锁启动相应的消防设备或采取其他消防措施及紧急预案。
可燃 气体泄漏检测及火焰探测警报系统
LNG储罐顶部阀组区、罐底部阀组区、泵区、导流沟、积液池边等区域设置可燃 气体泄漏探测器及火焰探测器网，当检测到可燃 气体泄漏和发生火灾时，可同时在中央控制室和现场进行警报，及时提醒操作人员根据现场情况采取相应的安全防护措施。
自动火灾消防灭火系统
LNG储罐自动火灾消防灭火系统主要包括：罐顶喷淋灭火系统、罐顶干粉灭火系统、罐底积液池泡沫灭火系统。
在LNG储罐拱顶区域设置喷淋灭火系统，根据GB50183-2015拓油天然气工程设计防火规范》规定，需在LNG储罐的罐顶及罐壁设置固定式消防喷淋系统，着火时保护储罐外壁及隔热材料，使罐内的介质稳定汽化，不至于引起更大的破坏网。罐上设置喷淋环管和开式水雾喷头，消防喷淋管道上罐前设置远程操作的雨淋阀，当设置的火灾探测系统(如温度探测器、火焰探测器等)发出的火灾信号传输至控制中心，经识别确认后，远程开启雨淋阀并同时启动消防泵，对储罐进行消防冷却。消防水强度根据罐容大小确定。
在LNG储罐顶部高处放空口设置干粉灭火系统。LNG储罐高处排放口是 整个储罐较高位置，通过安全阀与储罐连接，储罐压力超过安全阀设定值时，安全阀自动打开，将罐内BOG通过排放口直接排入大气中，在排放过程中或者安全阀关闭不严时，且遇雷暴天气，有可能由于雷击产生火花引燃正在排放的BOG，为此在排放口处设置干粉灭火系统。在排放口设置火焰探测器，当火焰探测器发出火警时，经确认后启动干粉灭火装置。
在LNG储罐积液池设置泡沫灭火系统，当储罐发生大量泄漏时，大量LNG随导流沟汇集到积液池，此时积液池可能成为主要火源，因此在积液池设置泡沫灭火装置，积液池火焰探测器发出火警，经确认后启动泡沫灭火装置。
通过对LNG储罐安全风险分析，得出各安全保护系统的设置是 必要的，提出各安全保护系统的设计原则、配置方案及具体设备选型等，为类似LNG储罐的安全保护系统设计提供参考，并为LNG工厂储罐的安全管理和平稳运行提供借鉴。现有的LNG储罐消防灭火系统属于半自动状态，各子系统相互单独，当现场发生火灾时需要人工确认后开启相应的灭火设施，存在一定滞后性，随着工厂自动化水平和业主安全需求的提高，将对LNG储罐各个灭火设施的自动化程度提出更高要求，建议对LNG储罐消防灭火设施的整体自动化程度作进一步的研究。
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