近年来,液化 气(LNG)的生产和贸易日趋活跃,逐渐成为世界油气工业新的热点。随着我国经济的快速增长,为保证能源供应多元化和能源消费结构,以及日益增加的环境压力,LNG这一 清洁能源在我国具有广阔的市场前景。
目前,我国LNG行业正处于蓬勃发展阶段,并逐步形成了有利于LNG产业发展的条件。由于国内经济发展不平衡,各地对LNG的需求也不尽相同,LNG储存设备的结构也呈现多样化。真空储罐、子母罐、双层球罐及低压储罐为目前LNG市场上 常用的几种储存设备。下面从结构特点、适用性等方面对上述4种LNG储罐的特点进行分析。
真空储罐为双层金属罐,分为立式和卧式两种类型。内罐采用耐低温的不锈钢制作,外罐采用碳钢材料制作,内、外罐之间采用拉杆或者支撑连接。夹层填充绝热材料,并抽真空。目前国内使用的真空储罐单罐容积 大为350m3,公司已经成功研制出了单台容积为1000m3的真空储罐。真空储罐在工厂制造、试压完毕后整体运输到现场安装。但是,受制于长距离的公路运输条件,大容积真空储罐的使用于水路运输较方便的地方。
当LNG汽化站总储存量在1000m3以下时,一般采用多台真空储罐集中储存。真空储罐工艺流程比较简单,一般采用自增压器增压,低温介质依靠罐内压力自流进入汽化器,不使用动力设备,能耗低。因此,的小型LNG汽化站基本上都采用真空储罐来储存LNG。
优点
(1)可利用储罐自身压力排液进入汽化器。
(2)由于是带压储罐,储罐BOG回收量相对空间较大,并可利用压力直接经减压输送到中压管网。
(3)LNG来源主要为槽车和集装箱,均带压,卸车过程相对BOG量较小。
(4)适宜分期建设。
LNG储罐工艺设计及对液化天然气储存
(一)、LNG气化站的工艺设计
在进行低温储罐设计时,就结合某些对应的设备进行操作,来维持整体结构的运行稳定。以下主要结合实际情况进行分析。
1、LNG储罐的设计
(1)LNG储罐形式的确定
就目前来讲,LNG储罐的形式与其储量息息相关,同时也和储存的空间脱不了联系。在进行低温储罐的选取时,我国大部分的液化天然气低温储罐不具备太大的优点,在进行储罐排液的选取时尽量采用低温设备,此外还应该综合储存温度和运行效率进行综合考虑。
(2)设计压力与计算压力的确定
从储罐承受压力的大小进行分析,储罐的压力较高不能超过0.8MPa,否则就会很容易产生温度的变化。同时储罐的结构与承受压力的大小有一定的关系,需要在隔绝气压的基础上进行分析,储罐的应用要隔绝周围的热源以及压力。
2、增压器的设计
在进行增压器的设计时,应该能够考虑到储罐受到压力的大小,在进行低温处理时,要结合低温容器的增压系统,保证在温度恒定的条件下,采用恒定的温度气化器,采用加压式的设计,进行对应的处理工作。如果在自然环境条件下,气化器的设计需要结合气候环境的变化,结合天然气温度的运行处理,进行加压式的设计。如果汽化器的温度保持在恒定的状态,那么就应该结合高压温度设计进行控制,减少气候条件对其产生的影响,给水浴式的增压器工作提供重要的保证。
3、调压计量与加臭装置设计
结合LNG供气站进行分析,合理采取调节压力变化的设备,进行指挥压力的控制,在进行自动化调节的基础上,通过计量操作,结合加臭剂的使用,给其对应的施工操作提供一些简单的气压,方便臭气排人天然气管道中。
(二)、天然气液化储存
(1)天然气液化储存采用低温常压的储存方法,将天然气冷至-160℃以下,在其饱和蒸气压接近于常压的情况下进行储存。天然气由气态变成液态时体积缩小约600倍。因为采用天然气液化可以大大提高天然气的储存量,所以天然气液化储存是用于季节调峰和事故气源的手段之一,许多国家都建造了液化天然气的运输和储存设施。
(2)液化天然气的储存方式
天然气液化储存方式有地面金属储罐、预应力钢筋混凝土储罐、地下冻穴及矿穴储气库等。金属天然气储罐使用较广,分为双顶、双壁、双底罐,其中在真空绝热双壁金属罐基础上发展起来的悬顶储罐的结构比较先进,是目前使用较多的一种。
(3)天然气液化储存的经济性
据国外有关资料,一座容积为15万m³LNG天然气储罐,投资约为2.27亿元人民币,整个罐站包括附属设备投资约为4.53亿元人民币。
高压储罐储气
(1)高压储罐几何容积固定不变,靠储罐中的压力改变来储存燃气。高压储罐按形状分为圆筒形和球形两种,球形储罐与圆筒形储罐相比具有受力好、省钢材、投资少的优点,因此应用较广。
(2)近年来,国外球罐向着大型化发展,直径达到47.3m,容积达到5.55万m³。我国一些城市也相继兴建了不少大型天然气球罐,如北京、天津、上海、重庆、西安等城市建造了3300m³~10000m³的天然气球罐。
(3)高压球罐一般适用于长输管道进城市压力偏低(小于1.6MPa)、城市的储气调峰规模适中的条件下。对用气规模很大的城市,如果储气容积全部通过高压球罐解决,需建造大量球罐,投资大。
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