7 液化天然气储罐
7．1 一般规定
7．1．1 液化天然气储罐选型应符合下列规定：
1 应对液化天然气储罐的罐型进行风险评估，确定对周围环境、人员和财产安全的影响；
2 液化天然气储罐宜选择本规范附录B所示的罐型；
3 在入口稠密或设施密集的工业地区宜选择双容罐、全容罐或薄膜罐；
4 在安全间距满足要求的条件下，可选用单容罐。
7．1．2 液化天然气储罐的设计应符合下列规定：
1 在OBE期间及之后储罐系统应能继续运行；
2 在SSE期间及之后储罐的储存能力不变且应能对其进行隔离和维修；
3 液化天然气储罐应进行OBE和SSE工况下的抗震计算，并保证液化天然气储罐在SSE工况下能安全停运；全容罐的预应力混凝土外罐应进行ALE工况下的极限承载力计算。
7．1．3 液化天然气储罐的管口应设置在罐顶。
7．1．4 OBE、SSE和ALE的反应谱应按下列要求确定：
1 OBE应为50年内超越概率为10％(重现期475年)、阻尼比为5％的反应谱表示的地震动，且其反应谱不应小于现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的所在地区的抗震设防地震所对应的值；
2 SSE应为50年内超越概率为2％(重现期2475年)、阻尼比为5％的反应谱表示的地震动，且其反应谱不应小于现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的所在地区的罕遇地震所对应的值；
3 ALE的反应谱加速度值应为SSE反应谱加速度值的一半；
4 当缺乏竖向地震的反应谱时，竖向地震影响系数应不小于相应的水平地震影响系数最大值的65％。
7．1．5 液化天然气储罐的附属结构应按OBE进行设计。
7．1．6 在地震作用时，液化天然气储罐各设计分量的阻尼比宜按表7．1．6的规定选取。
表7．1．6 各设计分量的阳尼比
7．1．7 液化天然气储罐的永久荷载和可变荷载应符合表7．1．7的规定。
表7．1．7 液化天然气储罐的永久荷载和可变荷载
注：1 a)、b)见本规范附录B，“√”表示应考虑，“—”表示不考虑。
2 “√*”表示仅作用于低温钢质外罐的常温钢质罐顶。
7．1．8 液化天然气储罐的地震荷载和偶然荷载应符合表7．1．8的规定。
表7．1．8 液化天然气储罐的地震荷载和偶然荷载
注：a)、b)见本规范附录B，“√”表示应考虑，“—”表示不考虑。
7．1．9 液化天然气接收站场地应进行地震、地质灾害评价。
天然气是公认的洁净、环保、安全的优质能源。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。这里为大家讲讲这些LNG储罐有哪些独特之处。
LNG低温储罐有哪些特殊要求？
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等规范都要求储罐采用双层壁结构，运用封拦理念，在第一层罐体泄漏时，第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
由于罐内外温差最高可达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，储罐必须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
储罐焊缝必须进行100%磁粉检测(MT)及100%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。
LNG低温储罐的构件特点？
1
内罐壁
内罐壁是低温储罐的主要构件，由耐低温、具有较好机械性能的钢板焊接而成，一般选用A5372级、A516 Gr.60、Gr18Ni9、ASME的304等特种钢材。
如某罐内罐底板和环板选用厚16 mm、材质为A537 CL2的钢板，其余板则可选用厚6.35 mm、材质为A537 CL1的钢板。
2
保冷层
罐壁保冷
外罐衬板内侧喷涂聚氨酯泡沫，一般要求聚氨酯泡沫导热系数≤0.03 W/(m·K)，密度40～60 kg/m3，厚度150 mm左右。
罐顶保冷
内罐顶采用悬吊式岩棉保冷层，如某罐罐顶设置了4层玻璃纤维保冷层，每层厚100 mm，玻璃纤维棉的密度为16 kg/m3、导热系数为0.04 W/(m·K)。
罐底保冷
罐底保冷比较复杂，除了钢板下喷涂聚氨酯泡沫外，还要设计防水结构。下图是某罐罐底的保冷结构，包括65 mm厚的垫层，60 mm厚的密实混凝土，2 mm厚的防水油毡，2层各100 mm厚的发泡玻璃，最后用70 mm厚混凝土覆盖，以保护外罐混凝土不受过低温度的影响。
3
混凝土外罐
混凝土外罐壁、外罐顶由预应力钢筋混凝土及耐低温钢衬板构成。混凝土强度应≥25 MPa。外罐顶和罐壁要能承受气体意外泄漏产生的内压力，因此，钢筋混凝土要具备足够的抗拉强度。
对于大型储罐，为使预应力混凝土罐壁均衡受力，可采用等强不等厚或等厚不等强的设计方法。
LNG的储罐都有哪些种类
不同形状
圆柱形：用于工业燃气气化站，小型LNG生产装置、卫星式液化装置、民用燃气气化站、LNG汽车加注站。
大型圆柱形：用于基本负荷型、调峰型液化装置、LNG接收站。
球形：用于民用燃气气化站，LNG汽车加注站。
不同设置方式
地上
半地下
地下
不同的结构型式
单包容罐、双包容罐及全包容罐。
不同容量
5～50 m3：常用于民用LNG 汽车加注点 及民用燃气液化站等。
50～100 m3：多用于工业燃气液化站。
100～1000 m3：适用于小型LNG 生产装置。
10000～40000 m3：用于基本负荷型和调峰型液化装置。
40000～200000 m3：用于LNG 接收站。
LNG的储存问题
液体分层
LNG是多组分混合物，因温度和组分的变化，液体密度的差异使储罐内的LNG可能发生分层。一般罐内液体垂直方向上温差大于0.2、密度大于0.5kg/m3时，即认为罐内液体发生了分层。
老化现象
LNG是一种多组分混合物，在储存过程中，各组分的蒸发量不同，导致LNG的组分和密度发生变化，这一过程称为老化。
分层LNG各自的对流循环 LNG储罐内自然对流循环图
翻滚现象
翻滚现象是指两层不同密度的LNG在储罐内迅速上下翻动混合，瞬间产生大量气化气的现象。此时罐内LNG的气化量为平时自然蒸发量的10~50倍，将导致储罐内的气压迅速上升并超过设定的安全压力，使储罐出现超压现象。如果不及时通过安全阀排放，就可能造成贮槽的机械损伤，带来经济上的损失及环境污染。
翻滚现象发生的根本原因是储罐中不同层的液体密度不同，存在分层（图1），组分对于蒸发、翻滚产生的时间和严重性具有重要的影响。
LNG储罐在长期储存中，因其中较轻的组分(主要是N2和CH4)首先蒸发，自发形成翻滚。LNG储罐中原来留有LNG，在充装密度不同、温度不同的新LNG一段时间(几个小时甚至几十天)后，突然产生翻滚的现象。对于连续生产运营的接收站，储罐产生翻滚的现象主要属于第二类。
上部的LNG密度小，而储罐底部LNG密度大。当储罐内LNG产生分层后，随着外部热量的导入，底层LNG温度升高，密度变小。顶层LNG由于BOG的挥发而变重。经过传质，下部LNG上升到上部，压力减小，成为过饱和液体，积蓄的能量迅速释放，产生大量的BOG，即产生翻滚现象。
值得注意的是，LNG分层是引发翻滚的前提。
检测与消除分层的方法
温度监控
密度监控
BOG监测
储罐一旦产生分层后，在外输时首先泵出储罐底部的LNG。
LNG分层后，应采用顶部进入装置进行循环作业，以促进储罐内LNG的混合，避免发生翻滚。但同时增加了蒸发气量以及处理这些增加的蒸发气的费用（如图4）。
卸船时，当船上的LNG密度比储罐内LNG密度重时，从顶部卸料管进罐。反之，从底部卸料管进罐，这样可以促进不同密度的LNG在储罐内自行混合，消除分层。
冀公网安备13010402003046号
