低温LNG储罐的储存方式和有哪些特殊要求

 <一>、低温LNG储罐的储存方式
目前，国内外常用的低温储罐有常压储存、子母罐带压储存及真空罐带压储存三种方式。采用哪种储存方式，主要取决于储存量的大小。
①真空罐
真空罐为双层金属罐，内罐为耐低温的不锈钢压力容器，外罐采用碳钢材料，夹层填充绝热材料，并抽真空。真空罐是在工厂制造试压完毕后整体运输到现场。
LNG总储存量在1000m³以下，一般采用多台真空罐集中储存，目前国内使用的真空罐单罐容积较大为150m³。真空罐工艺流程比较简单，一般采用增压器给储罐增压，物料靠压力自流进入气化器，不使用动力设备，能耗低，因此国内外的小型LNG气化站基本上全部采用真空罐形式。
②子母罐
子母罐的内罐是多个耐低温的不锈钢压力容器，外罐是一个大碳钢容器罩在多个内罐外面，内外罐之间也是填充绝热材料，夹层通入干燥氮气，以防止湿空气进入。子母罐的内罐在工厂制造、试压后运到现场，外罐在现场安装。
储存规模在1000m³到5000m³的储配站，可以根据情况选用子母罐或常压罐储存，由于内罐运输要求，目前国内单台子罐较大可以做到250m³，采用子母罐的气化工艺流程与真空罐大致相同，由于夹层需要通氮气，装置中多了一套液氮装置。
③常压罐
常压罐的结构有双金属罐，还有外罐采用预应力混凝土结构的；有地上罐，还有地下罐，20000m³以下的多为双金属罐。
常压罐的内外罐均在现场安装制造，生产周期较长。
LNG低温常压储罐的操作压力为15KPa，操作温度为-162℃，为平底双壁圆柱形。其罐体由内外两层构成，两层间为绝热结构，为保冷层。内罐用于储存液化天然气，而外壳则起保护、保冷作用。为了减少外部热量向罐内的传入，所设计的内外罐是各自分离并独立的。罐项是自立式拱顶，内罐罐项有足够的强度及稳定性以承受由保冷材料等引起的外部压力和由内部气体产生的内部压力。
焊接绝热气瓶
储罐采用珠光砂为保冷材料，并充入干燥的氮气，保证夹层微正压，绝热材料与大气隔离，避免了大气压力或温度变化的影响以及湿空气进入内、外罐间保冷层，增加了保冷材料的使用寿命，保证和提高了保冷材料的使用效果。在设计和制造绝热结构时，注意采用防潮措施。
通过技术经济比较，低温常压储罐方案的一次性投资低于子母罐的方案，但运行费用低温常压储罐方案远高于子母罐的方案。
虽然低温常压储罐方案的一次性投资低，但方案中存在以下问题：
①低温常压储罐适用于液化厂和接收终端站
通常在液化厂和接收终端站均采用低温常压储罐，这是由于接收终端站内的LNG储罐容积均很大（单罐容积大于5万m³），其它形式的储罐无法做到，接收的液体是由LNG槽船运来，LNG槽船上的储罐也是低温常压形式，压力变化不大。而且在接收终端站内设有BOG的冷凝装置，可以将BOG再变成LNG。
液化厂内由于有液化手段，储存期间产生的BOG可以变成再生气进行液化，故采用低温常压储罐，其BOG蒸发量的多少对其影响不大。
由于本站使用的LNG均由汽车槽车运来，槽车中的LNG均带有压力，卸入到低温常压罐中会产生大量的气化，产生大量BOG气体。而且由于BOG为常压气体，BOG压缩机的投资和运行费用高。LNG泵的运行费用亦增加。
②低温常压储罐系统复杂
低温常压储罐即要考虑储罐的超压问题，又要考虑储罐的抽空（形成负压）问题，需要有补气措施，所以储罐上要设有多个进口的低温调节阀、呼吸阀等。储罐顶部还要设自动干粉灭火系统、起吊装置。
由于低温常压储罐一般工作压力为15KPa，为维持此压力，储罐的压力调节阀需要经常开启，BOG气体回收到液化工段或至站内火炬燃烧掉。
本站没有此部分设施，若采用低温常压罐，只能将部分BOG压缩至管网输送，其余均要放散掉，既造成浪费又污染环境。或者在站内建设一座比较的BOG储罐进行BOG的储存，这样一来势必要增加很大的一笔投资。
③需要设置LNG泵，对LNG泵要求高
由于低温常压储罐储存的液体不带压力，为满足LNG泵的净正吸入压头，储罐的基础（高架式基础）要提高。而且为防止发生气蚀，LNG泵的进液管要考虑采用真空保冷管。
④施工周期长，检修较为困难
常压罐的内外罐均在现场安装制造，生产周期较长。如果储罐发生故障，需要全部停产检修。
<二>、LNG储罐有哪些特殊要求
天然气是公认的洁净、环保、安全的能源。经液化后的天然气，体积约缩小600倍，这给贮存带来了极大的益处。贮存液化天然气(LNG)是用常压低温储罐。
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等规范都要求天然气储罐采用双层壁结构，运用封拦理念，在一层罐体泄漏时，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
由于罐内外温差较高可达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
储罐焊缝进行磁粉检测(MT)及真空气密检测(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。