低温储罐的保冷设计及国外技术现状

一、LNG储罐的保冷设计
低温储罐保冷设计的目的是满足工艺生产要求，保持和发挥生产能力，减少冷损，节约能源，防止储罐外壁表面凝露，改变工作环境。低温储罐保冷结构先要考虑储存低温液体的保冷隔热性，针对不同的存储条件，而相应采用不同的结构和保温材料。
对于储罐顶部的保冷设计，因保冷材料覆盖在内罐吊顶之上，无需承受设备和蒸发气体的压力(仅承受保温材料自身的重量)<，保冷材料应具有导热系数低、密度小的特点。低温天然气储罐内罐顶上部为玻璃棉，保冷厚度为500mm，分5层铺设安装，较上面一层玻璃棉外侧带铝箔，以防止膨胀珍珠岩或其他杂质通过缝隙进入内罐。
内外壁夹层选择膨胀珍珠岩为保冷材料，侧壁保冷因采用膨胀珍珠岩。充注低温液体的储罐降温后，内罐收缩会使得储罐侧壁上部及边缘区域填充的膨胀珍珠岩不足，而低温储罐在预冷后无法二次充填膨胀珍珠岩。为防止湿空气进入，采用在储罐内罐的外壁增加一层弹性保温玻璃纤维毡的方法，可避免珍珠岩的二次填充，并减小珍珠岩对内罐壁的压力。
液化天然气储罐底部保冷材料和保冷结构设计，不但要保证将储罐的冷损降至较小，而且保冷材料抗压强度还要能承受内罐、低温液体的总重量和气相压力。在20000m³低温储罐设计和建造中，根据储罐底部各个部位承受的压力不同及较大限度降低冷损失率的原则，将底部隔热保温结构分成承压圈和中心环两部分，并采用不同的保冷材料。承压圈是承受内罐重量的主要构件，对其强度要求相对较高，因此采用混凝土与玻璃砖的复合结构作为承压圈保冷材料。对于底部中心部分，单独使用玻璃砖即可满足其强度及保冷的设计要求。
二、天然气液化国外技术现状
常温下的天然气为气体，贮存或者远距离的运输比较困难，开采出来的天然气通常需要经过“三脱”进行净化处理，然后将天然气进行液化工艺处理，由于其组分中主要为甲烷，液化后的天然气为低温液体。由于天然气液化后的体积仅为气态时的1/625，故其运输以及储存效率得到大幅度提高。至今，天然气的液化技术中比较成熟的工艺主要有膨胀机制冷、节流制冷、阶式制冷、混合冷剂制冷以及带预冷的混合冷剂制冷等。目前，液化天然气厂多采用后三种液化工艺。美国于1941年建成了一套工业级的液化天然气装置，自60年代以来，液化天然气工业迅速发展，液化天然气储罐其规模也越来越大，国内外在天然气液化技术方而也有着一定的开发研究。
规模大、设备多、工艺复杂、投资高是国外天然气液化工艺的特点，大都采用阶式以及混合冷剂的制冷液化工艺，这两种类型的液化装置目前仍在运行中，其中混合冷剂的制冷液化工艺是新装置投产设计考虑的主要工艺，工艺研究的主要目的是降低天然气液化的能耗。
法国的Axens公司研究开发了先进的天然气液化工艺，与通用的液化工艺相比，工艺的生产能力可提高15一20%，其生产成本也降低了25%，该工艺的工业化为天然气液化奠定了基础。工艺的优点主要是使用翅片式的换热器以及进行了热力学优化的工艺，该工艺在环保、实用以及创新等方而特点已经在世界范围内被广泛认可。
天然气液化的CII-2工艺，有着简洁、无相分离以及易于控制等的纯组分循环具有的优点，同时又有着制冷剂与天然气制冷温位的较好配合、装置少、功效高等混合冷剂的制冷循环工艺具有的优点。
美国研究开发的一种新型的GTL天然气液化的技术比目前的GTL液化技术能适用于较小规模的天然气液化装置。该新型工艺相比现有的技术要简单的多，同时不需要使用合成气，并且除发电外，氧气也不需使用。其规模、生产以及经济性等方而均与普通的GTL工艺不同。