当今世界一次能源的三大支柱是 煤、石油、天然气,天然气在世界能源结构中位居第二位,所占比例超过24%。近年来随着世界经济快速发展和人口数量剧增,世界能源需求量也在日益增长,由于煤和石油所造成的环境问题日益严重和石油价格的不断上涨,能源结构逐步发生了变化,天然气作为一种优质、高效、清洁的能源被广泛应用于化工、居民生活、汽车燃料、发电、热泵、燃料电池等领域。据世界能源专家预测,大约在2020年以后,天然气在世界能源结构中的比重将赶超石油,成为世界第一大能源,21世纪将成为“天然气的世纪”。液化天然气以其运输灵活、建设投资少、见效快、安全可靠和冷能利用空间大等优点,液化天然气储罐的研究越来越得到世界各国的重视,在国际上也得到了较快的发展。
液化天然气(LNG,LiquidNaturalGas)汽化潜热高,是 单位质量“热值”最高的常规燃料,在一个大气压下,到常温气态大约可放出879J/kg的能量。且液化过程中的冷能还可再回收利用,回收的冷能可以进行冷能发电、超低温冷库、冷冻食品、空气分离、制造干冰等。由于长距离天然气管道建设耗资巨大,同等质量的天然气要比液化天然气体积高出将近600倍,而且液化天然气的比重小于水的一半也不溶于水,因此将天然气液化在天然气的储存和运输中都具有十分明显的优越性。液化天然气具有便于经济可靠的远距离运输、便于供气负荷的调节、储存效率高、占地少、投资省、可作优质的车用燃料、天然气的辛烷值高、有利于环境保护,减少大气污染等优点,因此对液化天然气及其设备的研究具有很重要的意义。
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。
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孔。
1、按容量分类
(1)小型(5~50m³):常用于民用LNG汽车加注点及民用燃气液化站等。
(2)中型(50~100m³):多用于工业燃气液化站。
(3)大型(100~1000m³):适用于小型LNG生产装置。
(4)大型(10000~40000m³):用于基本负荷型和调峰型液化装置。
(5)特大型(40000~200000m³):用于LNG接收站。
2、按形状分类
(1)球形:一般多用于中、小容量的储罐。
(2)圆柱形:在各种容量的储罐中都有采用。
3、按放置部位分类
(1)地上型:位于地上。
(2)地下型:位于地下。
4、按建造材料分类
(1)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。
(2)薄膜型:该类 低温容器内筒由厚0.8~1.2mm的36Ni钢制造。
(3)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
(1)立式:100m³小型立式LNG储罐作为汽车注气设备。
(2)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(100~150)m³。外罐为立式平底拱盖圆筒形,容积(300~1000)m³,工作压力为(0.2~1.2)MPa的大型储罐。
(3)球形:内外罐均为球状。多为(200~1500)m³,工作压力为(0.2~1.0)MPa}
(4)典型全封闭维护系统型:地上型特大储罐容量为80000m³,多用于LNG接收终端站(最大为200000m³)。
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