液化天然氣儲罐施工技術探微

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摘要:

作為一種新能源,天然氣有著易燃易爆的特性,在儲存運輸過程中需要嚴格的控制。為保證液化天然氣儲罐的安全性與可靠性,本文對液化天然氣儲罐的基礎選型,儲罐絕熱保冷施工技術、空氣支撐施工技術和儲罐平面裝置施工幾種主要施工技術進行了詳細的介紹。

關鍵詞:

液化天然氣;儲罐;絕熱保冷;施工技術

前言:

液化天然氣(簡稱LNG)屬于一種烴類混合物,主要成分為甲烷,燃燒污染性小,儲存效率高,屬于一種新型潔凈能源,在現代城市燃氣管網和工業園區分布式能源利用方面發展迅速。但其具有低溫、儲存易分層、翻滾、易爆易燃等特性,對儲罐絕熱保冷性能有著極高的要求,若儲罐設計不合理,密封不夠嚴實,將有可能引發安全事故,造成人員傷亡。所以,利用科學有效的施工技術來提高液化天然氣儲罐設計合理性至關重要。

1液化天然氣儲罐的基礎選型

鑒于液化天然氣儲存對儲罐施工設計有著非常嚴格的要求,為保證儲罐設計能夠切實滿足天然氣儲存運輸要求,首先就得對儲罐的類型進行合理選擇。不同地質生產的天然氣適用于不同類型的儲罐,在實際基礎選型過程中,要求設計人員對天然氣產地地質土層結構進行充分考慮,依據地質特性來選擇適宜的儲罐[1]。例如,當地基土層沉降量滿足要求但不滿足承載力設計要求時,可以選用環墻式基礎儲罐;當地基土層沉降量與承載力設計均滿足要求且場地不受限制時,可以選用護坡式基礎儲罐;當場地受限時,可以選用環墻式基礎儲罐;當地質為軟土地基時,進行相應處理后可以選用外環墻式基礎儲罐。

2液化天然氣儲罐施工技術

2.1儲罐絕熱保冷施工

絕熱保冷是液化天然氣儲罐施工中的基礎與核心,是安全施工技術的重中之重,是保證儲罐滿足安全性要求的必要措施。根據儲罐類型、大小的不同,絕熱保冷處理措施也要有所差異。對于小型液化天然氣儲罐的絕熱保冷處理,一般采用真空絕熱方式或真空粉末絕熱方式[2]。理論上真空方式可以有效隔絕絕熱空間氣體存在的對流熱源,達到良好的絕熱保冷效果,但絕熱保冷程度取決于真空度大小,也就是說只有達到高的真空度,液化天然氣儲罐的絕熱保冷處理才能達到理想的處理效果。所以,真空度是小型儲罐絕熱保冷處理中需要考慮的一個重點因素,在儲罐施工過程中,需要科學選擇真空絕熱器,以不斷提高真空度,進而強化儲罐絕熱保冷效果。對于中型、大型液化天然氣儲罐的絕熱保冷處理一般采用常規的堆積絕熱方式,即在絕熱空間中填充珠光砂,填充到一定程度滿足規定的密度要求后,既可以起到絕熱保冷作用。需要注意的是,堆積絕熱用珠光砂必須滿足粒度要求,對珠光砂粒徑進行合理的選擇,這樣才能達到良好的絕熱效果。對于通過某種絕熱材料來達到絕熱保冷效果的方法而言,為了防止絕熱材料在使用過程中因吸熱而使自身性能下降或改變,進而影響絕熱效果,可以在絕熱空間中充入一定量的微正壓氮氣,阻止潮濕空氣進入其中,或排出絕熱空間中的氧氣[3]。

2.2空氣支撐施工

液化天然氣儲罐空氣支撐施工包括排放閥類設備、密封設備、高壓鼓風類設備、壓縮機類設備和控制設備5大部分。排放閥類設備負責在由溫度、氣壓變化所導致的儲罐內壓上升變化情況下,將儲罐內空氣排出。密封設備負責保持儲罐內的壓強。高壓鼓風類設備負責在儲罐內壓因臺風等原因而急劇下降時,向罐內輸送空氣。壓縮機類設備也是負責在儲罐內壓下降時向罐內送入空氣??刂圃O備控制壓縮機和排放閥自動運轉[4]。由上分析可知,空氣支撐施工的目的在于讓系統設備自動運轉。除了需要配備所需各種機器設備、正確安裝機器設備之外,還需要對空氣支撐壓力進行嚴格控制,包括支撐壓力、控制壓力、電源警報、壓力警報等。另外,儲罐壓力設計需要依據相關文件規定和儲罐容量大小來確定,通常小型液化天然氣儲罐壓力設置不應超過1.8MPa,日常工作壓力應設置在1.0MPa以內;大型儲罐壓力必須低于0.05MPa。

2.3儲罐平面裝置施工

從安全性角度考慮,液化天然氣平面裝置設計施工需要充分考慮防火性能要求,對各相關方面進行合理設置與把握,具體包括:參照工藝流程中物體的位置對儲罐位置和工藝裝置的相對位置進行準確確定,將儲罐位置安排在距離工藝裝置較遠,但在儲罐圍堰以外距離較近處[5]。根據儲罐大小合理設定各儲罐之間的安全距離,依據該安全距離對儲罐平面裝置進行施工,同時儲罐位置絕不能設置在易燃物釋放的下風向,并盡可能的遠離該處,以免因易燃物燃燒而引發液化天然氣泄露或爆炸等事故發生。

3結語

總而言之,液化天然氣作為一種潔凈、高效的新型能源,其儲罐施工必須要嚴格按照相關技術規范與質量標準要求來進行,并對儲罐絕熱保冷、密封性、防火性、安全性等各種性能進行科學合理的設計,確保儲罐擁有良好的絕熱保冷性能,良好的密封性和防火性,滿足液化天然氣儲罐要求,從而為天然氣供氣工程的建設與天然氣能源的使用提供可靠安全保障機制。

作者:田程 單位:中石油昆侖燃氣有限公司遼寧分公司

參考文獻:

[1]王冰,陳學東,王國平.大型低溫LNG儲罐設計與建造技術的新進展[J].天然氣工業,2010,v.30;No.19905:108-112+149.

[2]翟希梅,王恒,周慶生,范峰.大型液化天然氣儲罐混凝土外罐施工期間溫度裂縫預測[J].石油學報,2013,v.3404:780-786.

[3]方剛.液化天然氣低溫儲存的安全與經濟性研究[D].華南理工大學,2014.

[4]吳旭維,李晉,陶宗寶,于同川.大型液化天然氣儲罐拱頂氣升關鍵技術研究[J].石油化工設備,2013,v.42;No.27705:89-93.

[5]郭建強.關于液化天然氣的儲罐安全技術的分析[J].中國石油和化工標準與質量,2012,v.33;No.27711:92

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