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 岀了双壁双顶储罐， 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着增大此外，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（5〜50m3）:常用于民用LNG汽车加注点及民用燃气液化站等。
中型（50〜100m3）:多用于工业燃气液化站大型（为100〜1000m3）：适用于小型LNG生产装置大型（10000〜40000m3 ）:用于基本负荷型和调峰型液化装置特大型（ 40000〜 200000m3 ）：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 0.8〜 1.2mm 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 3〜7 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 100〜150m3外罐为立式平底拱盖圆筒形，容积 300〜1000m3，工作压力为 0.2〜 1.2MPa 的大型储罐球形：内外罐均为球状多为 200〜1500m3，工作压力为0.2〜1.0MPa。
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 200000m3）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-55Co A型独立液舱的设计主要是应用公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 Co 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，提高安全性能因此丄NG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 ， 储罐一旦岀现意外， 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 200C，要使罐内温度保持在-160C，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 C以下，应达到-196 °Co 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：①整体液货舱，即液货舱构成船体机构的一部分；②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；③半薄膜液货舱，即装载状态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；④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 I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皿，Mark皿的特点是：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皿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，。