LNG液化天然氣工業(yè)的陸地儲(chǔ)存技術(shù)

在基地型LNG生產(chǎn)廠、調(diào)峰型LNG工廠和LNG接收終端，以及在LNG運(yùn)輸過(guò)程中，LNG儲(chǔ)存是的重要環(huán)節(jié)，儲(chǔ)存設(shè)施所占投資比例相當(dāng)大。LNG的儲(chǔ)存方式有儲(chǔ)罐儲(chǔ)存和巖腔中儲(chǔ)存，儲(chǔ)罐儲(chǔ)存是   主要的儲(chǔ)存方式。LNG儲(chǔ)罐分地面儲(chǔ)罐和地下儲(chǔ)罐兩種。LNG的可燃性和超低溫性(-162℃)，對(duì)LNG儲(chǔ)罐有很高的要求：   NFPA59A《液化   氣(LNG)生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)LNG儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、建造、材料選擇和操作   等作了詳細(xì)的規(guī)定。儲(chǔ)罐在常壓下儲(chǔ)存LNG，罐內(nèi)壓力為3.4~17.2kPa。
　　LNG儲(chǔ)罐形式的選擇取決于投資費(fèi)用、   因素、工廠位置、地震、土壤沉降、沖擊荷載、外來(lái)侵略和設(shè)備/材料等諸多因素。
　　據(jù)2001年日本《配管技術(shù)》報(bào)道，目前世界LNG液化基地和接收基地62處中，共有309座LNG儲(chǔ)罐，其中日本168座，其它地區(qū)141座。儲(chǔ)罐容量：20世紀(jì)70年代前為6萬(wàn)m³以下；90年代超過(guò)6萬(wàn)m³，以10萬(wàn)m³的儲(chǔ)罐為主，12萬(wàn)m³以上的儲(chǔ)罐占44%，   大的是日本根岸LNG接收終端和扇島LNG接收終端的地下儲(chǔ)罐，容量達(dá)20萬(wàn)m³。
　　一、地面儲(chǔ)罐
　　目前世界上LNG儲(chǔ)罐中，地面儲(chǔ)罐數(shù)量   多。地面儲(chǔ)罐按其結(jié)構(gòu)可分為球罐、單容式、雙容式、全容式與膜式罐等類型。它們的   運(yùn)行記錄都比較好，但現(xiàn)在人們   傾向于采用   性   好的全容式儲(chǔ)罐。全容式儲(chǔ)罐由9%鎳鋼內(nèi)筒加9%鎳鋼或混凝土全封閉式外罐和頂蓋構(gòu)成。允許內(nèi)筒里的LNG和氣體向外罐泄漏，但不能向外界泄漏。為了防止罐頂因氣體壓力而浮起和地震時(shí)儲(chǔ)罐傾倒，內(nèi)罐用錨固鋼帶穿過(guò)底部保溫層固定在基礎(chǔ)上，外罐用地腳螺栓固定在基礎(chǔ)上，儲(chǔ)罐連同基礎(chǔ)板固定在鋼管樁上。
　　LNG儲(chǔ)罐入口一般設(shè)在儲(chǔ)罐的頂部，但也可以通過(guò)罐內(nèi)插入管從底部注入LNG，這樣可以根據(jù)LNG密度進(jìn)行操作，防止罐內(nèi)LNG發(fā)生分層和翻滾。
　　地面儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力可達(dá)0.029MP、設(shè)計(jì)溫度為-170~60℃，設(shè)計(jì)摩擦系數(shù)一般為0.3~0.6。
　　二、地下儲(chǔ)罐
　　地下儲(chǔ)罐除罐頂以外，罐體的大部分建在地面以下，LNG儲(chǔ)存的   高液面不超過(guò)地面；也有全部建在地面以下的，金屬罐外是深達(dá)百米左右的混凝土連續(xù)地中壁。地下儲(chǔ)罐的罐體建在不透水的穩(wěn)定地層之上，為雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)罐采取在罐體內(nèi)部緊貼低溫金屬薄膜，外罐為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；內(nèi)外殼體之間充填絕熱材料和氮?dú)狻NG地下儲(chǔ)罐具有以下優(yōu)點(diǎn)：容積大，占地少，多個(gè)儲(chǔ)罐可緊密布置，對(duì)站周圍環(huán)境要求較低，   性高，儲(chǔ)存液體不易溢出，具有防災(zāi)害性事故的功能，適宜建造在人口密集地區(qū)和海灘回填區(qū)上。但投資大，建設(shè)周期長(zhǎng)。
　　日本是世界上LNG地下儲(chǔ)罐   多的   。東京扇島LNG地下儲(chǔ)罐容積達(dá)20萬(wàn)m³，金屬罐上為混凝土罐頂，用土填平地面后種上草，不見(jiàn)儲(chǔ)罐蹤影，可防飛機(jī)在站區(qū)內(nèi)墜毀等事故。
　　三、罐體材料的選擇
　　LNG儲(chǔ)罐中內(nèi)罐材料的選擇是設(shè)計(jì)中   重要的一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。由于LNG的可燃性和超低溫性，對(duì)建造材料的選擇   慎重，一般要求是：a)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度(包括疲勞強(qiáng)度)；b)在使用溫度范圍內(nèi)，應(yīng)具有充分的韌性，不會(huì)產(chǎn)生脆性破壞；c)具有良好的加工性和可焊性；d)廉，容易采購(gòu)。
　　能夠滿足這些條件，適宜建造LNG儲(chǔ)罐的材料有9%鎳鋼、鋁合金、珠光體不銹鋼。9%鎳鋼的，熱膨脹系數(shù)小，至今是建造LNG液化   氣儲(chǔ)罐用得   多的材料。除以上幾種材料外，還有采用36%鎳鋼作LNG儲(chǔ)罐材料的。
　　四、儲(chǔ)罐   系統(tǒng)
　　由于LNG的可燃性和超低溫性特點(diǎn)，LNG儲(chǔ)罐系統(tǒng)的   重要。為   ，   NFPA59A標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)計(jì)上就規(guī)定了LNG儲(chǔ)罐的   距離。
　　儲(chǔ)罐運(yùn)行   措施有：在儲(chǔ)罐的LNG灌注管路上安裝ESD閥，在儲(chǔ)罐上安裝液位警報(bào)器，防止過(guò)裝；對(duì)有底部出口的儲(chǔ)罐裝設(shè)止回閥，防止出口管故障時(shí)LNG流失；設(shè)置過(guò)壓或負(fù)壓防護(hù)系統(tǒng)；在LNG儲(chǔ)罐管嘴處設(shè)置氣體探測(cè)器等。