低溫儲罐的保冷設計及國外技術現狀

一、LNG儲罐的保冷設計
低溫儲罐保冷設計的目的是滿足工藝生產要求，保持和發揮生產能力，減少冷損，節約能源，防止儲罐外壁表面凝露，改變工作環境。低溫儲罐保冷結構先要考慮儲存低溫液體的保冷隔熱性，針對不同的存儲條件，而相應采用不同的結構和保溫材料。
對于儲罐頂部的保冷設計，因保冷材料覆蓋在內罐吊頂之上，無需承受設備和蒸發氣體的壓力(僅承受保溫材料自身的重量)<，保冷材料應具有導熱系數低、密度小的特點。低溫天然氣儲罐內罐頂上部為玻璃棉，保冷厚度為500mm，分5層鋪設安裝，較上面一層玻璃棉外側帶鋁箔，以防止膨脹珍珠巖或其他雜質通過縫隙進入內罐。
內外壁夾層選擇膨脹珍珠巖為保冷材料，側壁保冷因采用膨脹珍珠巖。充注低溫液體的儲罐降溫后，內罐收縮會使得儲罐側壁上部及邊緣區域填充的膨脹珍珠巖不足，而低溫儲罐在預冷后無法二次充填膨脹珍珠巖。為防止濕空氣進入，采用在儲罐內罐的外壁增加一層彈性保溫玻璃纖維氈的方法，可避免珍珠巖的二次填充，并減小珍珠巖對內罐壁的壓力。
液化天然氣儲罐底部保冷材料和保冷結構設計，不但要保證將儲罐的冷損降至較小，而且保冷材料抗壓強度還要能承受內罐、低溫液體的總重量和氣相壓力。在20000m³低溫儲罐設計和建造中，根據儲罐底部各個部位承受的壓力不同及較大限度降低冷損失率的原則，將底部隔熱保溫結構分成承壓圈和中心環兩部分，并采用不同的保冷材料。承壓圈是承受內罐重量的主要構件，對其強度要求相對較高，因此采用混凝土與玻璃磚的復合結構作為承壓圈保冷材料。對于底部中心部分，單獨使用玻璃磚即可滿足其強度及保冷的設計要求。
二、天然氣液化國外技術現狀
常溫下的天然氣為氣體，貯存或者遠距離的運輸比較困難，開采出來的天然氣通常需要經過“三脫”進行凈化處理，然后將天然氣進行液化工藝處理，由于其組分中主要為甲烷，液化后的天然氣為低溫液體。由于天然氣液化后的體積僅為氣態時的1/625，故其運輸以及儲存效率得到大幅度提高。至今，天然氣的液化技術中比較成熟的工藝主要有膨脹機制冷、節流制冷、階式制冷、混合冷劑制冷以及帶預冷的混合冷劑制冷等。目前，液化天然氣廠多采用后三種液化工藝。美國于1941年建成了一套工業級的液化天然氣裝置，自60年代以來，液化天然氣工業迅速發展，液化天然氣儲罐其規模也越來越大，國內外在天然氣液化技術方而也有著一定的開發研究。
規模大、設備多、工藝復雜、投資高是國外天然氣液化工藝的特點，大都采用階式以及混合冷劑的制冷液化工藝，這兩種類型的液化裝置目前仍在運行中，其中混合冷劑的制冷液化工藝是新裝置投產設計考慮的主要工藝，工藝研究的主要目的是降低天然氣液化的能耗。
法國的Axens公司研究開發了先進的天然氣液化工藝，與通用的液化工藝相比，工藝的生產能力可提高15一20%，其生產成本也降低了25%，該工藝的工業化為天然氣液化奠定了基礎。工藝的優點主要是使用翅片式的換熱器以及進行了熱力學優化的工藝，該工藝在環保、實用以及創新等方而特點已經在世界范圍內被廣泛認可。
天然氣液化的CII-2工藝，有著簡潔、無相分離以及易于控制等的純組分循環具有的優點，同時又有著制冷劑與天然氣制冷溫位的較好配合、裝置少、功效高等混合冷劑的制冷循環工藝具有的優點。
美國研究開發的一種新型的GTL天然氣液化的技術比目前的GTL液化技術能適用于較小規模的天然氣液化裝置。該新型工藝相比現有的技術要簡單的多，同時不需要使用合成氣，并且除發電外，氧氣也不需使用。其規模、生產以及經濟性等方而均與普通的GTL工藝不同。