LNG儲罐
LNG儲罐是接收站的最重要設(shè)備,其選型要從投資、運(yùn)行費(fèi)用、環(huán)境保護(hù)等綜合因素考慮。
國內(nèi)目前無指導(dǎo)LNG儲罐設(shè)計的相關(guān)規(guī)范,目前國際上LNG儲罐設(shè)計的有關(guān)規(guī)范主要是英國標(biāo)準(zhǔn)BS7777和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1473,兩者在全容罐內(nèi)容上基本一致。LNG儲罐區(qū)平面和消防設(shè)計主要執(zhí)行歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1473或美國標(biāo)準(zhǔn)NFPA59A。
LNG作為一種沸騰液體大量儲存于絕熱儲罐中,有著特殊的物理特性,因此儲罐的操作和管理都有著一些特殊的地方。
這些物理特性包括LNG的蒸發(fā)和翻滾。蒸發(fā)是由于任何傳導(dǎo)至儲罐的熱量導(dǎo)致LNG液體蒸發(fā)為氣體,這種氣體稱為蒸發(fā)氣,組分與液體組分有關(guān),其組分相對液體來講,氮?dú)夂图淄榻M分相對高些。
翻滾是指大量氣體在短時間內(nèi)從LNG儲罐中釋放的過程。這種現(xiàn)象的造成主要是LNG可能產(chǎn)生兩個穩(wěn)定的分層,分層是由于新注入的LNG與密度不同的底部LNG混合不充分造成的。如果分層現(xiàn)象發(fā)生,可能出現(xiàn)層間的傳熱、傳質(zhì)及液體表面的蒸發(fā),此時的蒸發(fā)氣量急劇增加,可達(dá)到正常蒸發(fā)量的200倍以上(文獻(xiàn)資料)。另外,LNG中氮含量也對引起翻滾有作用。需要特別指出的是,通過良好的儲存方法和管理,是可以避免此現(xiàn)象發(fā)生的。
每個罐都設(shè)有液位計及液位-密度-溫度連續(xù)測量設(shè)施以監(jiān)控儲罐的液位。儲罐設(shè)置有自動高低液位保護(hù)裝置去停止進(jìn)料或停止罐內(nèi)低壓泵。
液位-密度-溫度連續(xù)測量設(shè)施由數(shù)字邏輯單元和電機(jī)驅(qū)動單元組成,可在LNG儲罐內(nèi)垂直移動、測量。當(dāng)溫差超過0.3℃或密度差超過0.8kg/m3時,應(yīng)用LNG低壓輸送泵對罐內(nèi)LNG進(jìn)行循環(huán)操作,以防止LNG儲罐出現(xiàn)分層翻滾現(xiàn)象。
由于外界大氣壓的變化對LNG儲罐內(nèi)的操作壓力影響很大,而LNG儲罐的壓力泄放保護(hù)設(shè)施及壓力控制系統(tǒng)采用表壓為基準(zhǔn)。
在正常操作條件下,儲罐的絕對壓力是通過BOG壓縮機(jī)壓縮回收儲罐的蒸發(fā)氣體來控制的。在兩次卸船操作間隔時間段,儲罐的操作壓力應(yīng)維持在低壓狀態(tài)(通常為0.115MPa.G),以防壓力控制系統(tǒng)發(fā)生故障時,儲罐操作有一個緩沖空間。在卸船操作期間,儲罐的壓力將升高。儲罐處于高壓操作狀態(tài)。
儲罐的壓力保護(hù)是通過表壓來控制。第一級超壓保護(hù)排火炬,當(dāng)儲罐壓力達(dá)到0.026MPa.G,控制閥打開,超壓部分氣體排入火炬系統(tǒng)。第二級超壓保護(hù)排大氣,當(dāng)儲罐壓力達(dá)到0.029MPa.G,儲罐上壓力安全閥打開,超壓部分氣體直接排入大氣。
第一級負(fù)壓保護(hù)靠補(bǔ)壓氣體,當(dāng)儲罐在操作中出現(xiàn)負(fù)壓時,將通過從高壓外輸天然氣總管上來的經(jīng)兩級減壓后的氣體來維持儲罐內(nèi)壓力穩(wěn)定。第二級負(fù)壓保護(hù)通過安裝在儲罐上的真空閥來實(shí)現(xiàn)。儲罐上壓力保護(hù)設(shè)施的壓力設(shè)定值見表5-1
在LNG儲罐內(nèi)罐的底部和罐體上設(shè)有若干測溫點(diǎn),可監(jiān)測預(yù)冷操作和正常操作時罐內(nèi)的溫度。在外罐也設(shè)有多個測溫點(diǎn),可監(jiān)測LNG的泄漏。
LNG儲罐可分為地上和地下兩種型式,有多種類型,地上罐有系列類型:單容式雙金屬壁罐、雙容式罐、全容式罐、膜式罐,通常為平底雙壁圓柱形。