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1、.LNG储罐项目报告一、项目概况1.1 项目名称LNG储罐项目报告1.2 项目承建单位1.3 LNG储罐概况LNG储罐属常压低温大型储罐，通常为平底双壁圆柱形。储罐内筒一般采用含镍9%合金钢，也可为全铝、不锈钢薄膜或预应力混凝土，外壁为碳钢或预应力混凝土。壁顶的悬挂式绝热支撑平台为铝制，罐顶则由碳钢或混凝土制成。罐内绝热材料主要为膨胀珍珠岩、弹性玻璃纤维毡及泡沫玻璃砖等。1.3.1 LNG储罐发展过程如前所述，LNG是储存在低温储罐内的。早期的储罐都是采用单壁形式，如图1（a）所示。单壁储罐顶盖及底部采用块体绝热，但存在许多缺点，例如没有防潮层、易受风灾危害等。为了消除这些缺点，后来提出了双壁
2、双顶储罐，见图1（b）。它是将干燥的纯气体充入两壁间的环形绝热空间内，保持正压以防止吸入潮湿空气。但是，随着储罐容量的增大，供应干燥纯气体的费用显著增大。此外，由于液化气体是接近其正常沸点储存，很容易产生蒸汽造成罐内超压。这就促使了悬挂式顶盖技术的发展，并最终形成了双壁单顶储罐。这种储罐取消了纯气体系统，用悬挂的绝热吊顶取代了内容器的顶盖，形成一个独立的穹顶空间，其中双壁单顶敞口储罐是将内容器的顶部做成敞口，使 LNG蒸汽可以进入环形空间，如图1（c）所示。这样既阻止了潮湿空气的进入，又可让内容器减压。双壁单顶储罐的另一种形式是采用具有气密性的外壁来防止潮湿空气的进入，改用穹顶空间盛装LNG蒸
3、汽减压，这样还可起到减少罐顶自重负担的效果。（a）单壁储罐 （b）双壁双顶储罐 （c）双壁单顶敞口储罐图1 LNG储罐的发展过程1.3.1 LNG储罐分类情况LNG储罐有单容罐（图2）、双容罐（图3）及全容罐（图4）3种。单容罐内容器内壁一般为含镍9%合金钢，外壁为碳钢，而辅助容器只是由较低防护堤围成的收液槽，用于防止在内容器发生事故时LNG外溢扩散。与单容罐相比双容罐的辅助容器则是在内容器外围设置的一层高度与罐壁相近，并与内容器分开的圆柱形混凝土防护墙。全容罐内壁为含镍9%合金钢、不锈钢薄膜或预应力混凝土，外壁为预应力混凝土。因此全容罐外壁不仅可防止罐内LNG泄漏时外溢，还可防止子弹击穿、热
4、辐射等，也起到了辅助容器的作用。这3种型式的储罐各有优缺点，选择罐型时应综合考虑技术、经济、安全性能、占地面积、场址条件、建设周期及环境等因素。图2 单容式储罐图3 双容式储罐图4 全容式储罐图5 LNG储槽剖面（1）按容量分类小型（550m3）：常用于民用LNG汽车加注点及民用燃气液化站等。中型（50100m3）：多用于工业燃气液化站。大型（为1001000m3）：适用于小型LNG生产装置。大型（1000040000m3）：用于基本负荷型和调峰型液化装置。特大型（40000200000m3）：用于LNG接收站。（2）按形状分类球形：一般多用于中、小容量的储罐。圆柱形：在各种容量的储罐中都有采
5、用。（3）按放置部位分类地上型:位于地上。地下型:位于地下。（4）按建造材料分类双金属型：内外罐均采用金属材料。内罐选用不锈钢或铝合金，外壳选用容器用钢。薄膜型：该类储罐内筒由厚0.81.2mm的36Ni钢制造。预应力混凝土型：内筒采用耐低温金属建造，外壳采用预应力混凝土建造。（5）按结构分类立式：100 m3小型立式LNG储罐作为汽车注气设备。立式子母型：由为37只子罐并列组装于大型外罐（又称母罐）中，满足储存大容量储液的要求。子罐通常为立式圆筒形，每只子罐容积100150m3。外罐为立式平底拱盖圆筒形，容积3001000m3，工作压力为0.21.2MPa的大型储罐。球形：内外罐均为球状。多
6、为2001500m3，工作压力为0.21.0MPa。典型全封闭维护系统型：地上型特大储罐容量为80000 m3，多用于LNG接收终端站（最大为200000 m3）。传统的LNG货舱通常采用薄膜型和球舱型（MOSS型），广泛应用于大型LNG船，建造工艺复杂，造价昂贵，不适应小型LNG船短程运输经济便利的要求。小型LNG船的货舱技术更接近于LPG船和乙烯船，一般采用独立式液舱。该液舱可分为A、B、C三型，塔门均非船体的构成部分，呈自持式。A型独立舱。该型液舱多由平面结构组成，液舱最大允许设计压力不大于0.07MPa，在大型全冷船上采用该型式较多，工作温度不低于-55。A型独立液舱的设计主要是应用公
7、认的船舶结构分析方法，这种货舱一般必须在大气压力或接近大气压力下载运全冷式货物。这种1.3.2 LNG储罐的特殊要求（1） 耐低温。常压下液化天然气的沸点为-160。LNG选择低温常压储存方式,将天然气的温度降到沸点以下,使储液罐的操作压力稍高于常压,与高压常温储存方式相比,可以大大降低罐壁厚度,提高安全性能。因此,LNG要求储液罐体具有良好的耐低温性能和优异的保冷性能。（2） 安全要求高。由于罐内储存的是低温液体,储罐一旦出现意外,冷藏的液体会大量挥发,气化量大约是原来冷藏状态下的300倍,在大气中形成会自动引爆的气团。因此,API、BS等规范都要求储罐采用双层壁结构,运用封拦理念,在第一层
8、罐体泄漏时,第二层罐体可对泄漏液体与蒸发气实现完全封拦,确保储存安全。（3） 材料特殊。内罐壁要求耐低温,一般选用9Ni钢或铝合金等材料,外罐壁为预应力钢筋混凝土。（4） 保温措施严格。由于罐内外温差最高可达200,要使罐内温度保持在-160,罐体就要具有良好的保冷性能,在内罐和外罐之间填充高性能的保冷材料。罐底保冷材料还要有足够的承压性能。（5）抗震性能好。一般建筑物的抗震要求是在规定地震荷载下裂而不倒。为确保储罐在意外荷载作用下的安全,储罐必须具有良好的抗震性能。对LNG储罐则要求在规定地震荷载下不倒也不裂。因次,选择的建造场地一般要避开地震断裂带,在施工前要对储罐做抗震试验,分析动态条件
9、下储罐的结构性能,确保在给定地震烈度下罐体不损坏。（6） 施工要求严格。储罐焊缝必须进行100%磁粉检测(MT)及100%真空气密检测(VBT)。要严格选择保冷材料,施工中应遵循规定的程序。为防止混凝土出现裂纹,均采用后张拉预应力施工,对罐壁垂直度控制十分严格。混凝土外罐顶应具备较高的抗压、抗拉能力,能抵御一般坠落物的击打;由于罐底混凝土较厚,浇注时要控制水化温度,防止因温度应力产生的开裂。1.4 LNG储罐产业链分析LNG储存作为LNG液化后的重要环节， LNG储罐是液化天然气终端储存系统中的大型核心设备。一般来说，产品液化天然气经节流后储存在LNG储罐中，储罐内的LNG经LNG装车泵送至装
10、车站装车外运。LNG为低温深冷介质，储存设备及相关设备设施要具备可靠的耐低温深冷性能。特别是储存设备应至少满足耐低温-162以下，应达到-196。LNG储存涉及到LNG产业链上、中、下游所有环节，因此LNG储罐既是LNG液化工厂的重要组成部分，也是终端站及下游各类应用市场站点的关键设备。1.5 LNG运输船的分类介绍一般来说液化气船大致可分为三种：全压式加压至饱和蒸气压使之液化；全冷式液化气船，即在大气压下，冷冻气体使其温度下降至沸点以下液化；半冷半压式液化气船，即采用同时控制液化气温度和压力的方法，使液化气处于设计的最低温度与常温以及设计的最高压力与常压之间范围内的任意状态，从而达到可自由地
11、按需要选择全压式、全冷式或半冷半压式中的任一方式，实施对液化气的储藏和运输。由于液化气的化学物理特性，在储运液化气的过程中始终存在易燃易爆的危险性、毒害性、化学反应性、腐蚀性、低温和高压力的危险性等。此外，气体物质液化的目的主要在于压缩体积，加大密度和增加装载量。因此，为了安全运输和能载运更多的气体物质，根据国际海事组织（IMO）的“国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则”（IGC规则），对散装运输液化气体船定义了五种货物维护系统，分别是：整体液货舱，即液货舱构成船体机构的一部分；薄膜液货舱，即液货舱系非自身支持的液货舱，它由邻接的船体结构通过绝热层支持的一层薄膜组成；半薄膜液货舱，即装载状态
12、下非自身支持的液货舱，它由一层薄膜组成，该薄膜的大部分由相邻船体结构通过绝热层所支持；独立液货舱指自身支持的液货舱（也称自承式或自撑式），它不构成船体结构的一部分，对船体强度不起作用；内部绝热液舱，即液舱为非自身支持，由适合于货物维护的绝热材料所组成，并受到邻接的内层船体结构或独立液舱的支持，绝热层的内表面与货物直接接触。大型LNG输运船货舱系统的建造主要采用薄膜型和独立球型两种货舱。薄膜型液货舱结构是在船体内部设置绝热材料，液舱内壁覆盖金属薄膜，目的是主要是减少低温金属材料的用量。薄膜的作用是防止液货的泄漏，它不具备货舱所具有的强度。薄膜液货舱有完整的次屏壁以保证主屏壁泄露时货物维护系统的完
13、整性；液货的重量直接经由绝热材料作用于船体。因此，绝热结构不仅拥有隔热性能，还需考虑强度。目前广泛采用的有：法国GTT公司的GAZTRANS-PORT系统（货舱内壁为平板型）和TECHNIGAZ系统（货舱内壁为波纹型）。GAZTRANS-PORT方式就是采用殷钢（36%镍钢）作为液舱主屏壁。由于这种材料的线膨胀系数极小，所以无需考虑热膨胀措施。绝热层系由充填珍珠岩的隔热箱呈砌砖结构组成，次屏壁与主屏壁的作用材料相同，均为殷钢。GAZTRANS-PORT方式由60年代开发System No-82以来已作了各种改进，提高了液舱的可靠性与经济性。现在以实际应用的是 System No-96。用过增加
14、隔热箱的厚度，使蒸发量达到了0.15%/日，而且又因隔热箱体积大型化使总箱数减半。采用金属双头螺栓/联接器系绑方式提高施工效率，对棱角部位的薄膜液舱支承结构采用殷钢方管，以提高结构的可靠性。TECHNIGAZ方式就是采用有隆起波纹的不锈钢做主屏壁利用纵横混合的波纹吸收热膨胀 陆用的薄膜液舱液采用类似的方法防止热膨胀。但由于陆用液化气储液罐不存在船体变形且变形量很少，因此也可采用波纹以外形状。另外，即使是波纹结构其尺寸也是各异的。对于绝热材料，最初的Mark 是使用巴尔沙轻质木材，因用户对低蒸发量的要求，开发了 Mark ，Mark 的特点是：采用强化泡沫塑料作绝热材料，次屏壁有3层（用夏布作铝
15、箔薄膜的加强材料）。这种方式于1994年在小型LNG船(19000m3)上得到应用，1999年竣工的大型LNG 船（135000m3）也采用的是同一种方式。Mark 因为使用泡沫塑料作主屏壁的绝热材料，所以极大的减轻了LNG船的重量。独立球型液货舱由挪威的MOSS ROSENBERG公司开发，选用耐低温的铝合金或含镍9%的厚钢板为舱体材料，绝热材料选用聚氨酯泡沫，它与LNG船的船体部分是相互独立的，其重量由液货舱本身承担，液货舱通过固定在船体上的圆柱形裙板支持，独立式球型液舱要求有足够的支持能力和绝缘效果，同时为了防止LNG在突发事故中泄露，还设有次屏壁。独立式球型液货舱有如下特点：独立式球型
16、液货舱热胀冷缩产生的变形不直接作用于船体结构本身；液化货物与舱体的绝热材料部直接作用；由于舱内货物产生的壳体薄膜应力是均匀分布的，没有应力集中现象；舱内圆柱形裙板有足够的弹性，可以吸收货物进出造成的热胀冷缩等变形；在设计中能够进行高精确地应力分析，因为球型舱和圆柱形裙板具有轴向对称的简单外形和结构，选用有滴盘和防溅板构成的部分次屏壁，能够保证即使在发生碰撞时，LNG的泄露量也可维持较低。到目前为止，独立的球型舱（B型）被认为是IGC Code中最安全的液货舱。而独立液货舱中的C型独立液货舱是中小型LNG运输船中最常见的，它是符合压力容器标准的液货舱，可适用于半冷半压式液化气船和全压式液化气船。C型独立液货舱一般为单圆筒型或双联圆筒型，全压式液化气船由于受液罐材料的强度和船舶总布置限制
