LNG天然氣液化儲存系統同LNG儲罐的內罐設計

　　[一]、氣液化及儲存系統

　　1、液化及混合冷劑循環(huán)系統

　　在混合冷劑循環(huán)技術(shù)的支持下，可滿(mǎn)足氣的液化要求，該技術(shù)應用中可在混合冷劑的作用下，滿(mǎn)足氣液化過(guò)程中的工藝優(yōu)化要求，使得其工藝裝置有著(zhù)良好的實(shí)踐應用效果。

　　通過(guò)對氣工藝要求的考慮，可在預處理系統的支持下，對水、二氧化碳等進(jìn)行針對性處理，它們能夠達標，進(jìn)而在液化區中對氣進(jìn)行進(jìn)一步處理。此時(shí)，板翅式換熱器、氣液分離器配合作用下可形成液化區，箱體中填充珠光砂用來(lái)隔絕外界空氣，保持冷量不流失。

　　氣先在預冷換熱器中預冷，將溫度冷卻至-50℃，并在重烴分離器中除去可能存在的重烴組分，然后進(jìn)入液化換熱器中液化，將溫度冷卻至-120℃，然后經(jīng)過(guò)過(guò)冷換熱器過(guò)冷到-159℃。液化的冷量由多組分混合冷劑的循環(huán)量提供，混合冷劑由氮氣、甲烷、乙烯、丙烷和異戊烷組成。

　　入口分離器會(huì )對混合冷劑進(jìn)行處理，進(jìn)而在壓縮機、水冷卻器的作用下，使得進(jìn)而到二級分離器中的氣體和液體可達到分離的目的，且其產(chǎn)生的氣體需要進(jìn)一步壓縮。液相由增壓泵送至循環(huán)壓縮機二級出口冷卻器，與二級出口氣相混合后，經(jīng)水冷卻器冷卻后進(jìn)入二級出口分離器。此時(shí)，在預冷器的預冷作用下，能夠對泵流進(jìn)行處理，滿(mǎn)足氣對冷量的實(shí)際需求。同時(shí)，通過(guò)對預冷換熱器實(shí)際作用的發(fā)揮，可對來(lái)源于二級出口分離器的氣相進(jìn)行冷卻處理，并通過(guò)對高壓分離器的配合使用，能夠達到對分離器中流出液體冷卻處理的目的，從而為氣液化階段提供冷量，同時(shí)，液化段中氣體的冷凝，需要在該工序實(shí)施后進(jìn)一步進(jìn)行過(guò)冷處理，氣能夠所需的冷量。

　　膨脹后的循環(huán)氣流，在冷箱板翅式換熱器的預冷段、液化段和過(guò)冷段共用返流流道中復熱后出冷箱，再進(jìn)入壓縮機入口分離器循環(huán)壓縮。

　　2、LNG儲存系統及裝車(chē)系統

　　LNG自液化裝置進(jìn)入LNG低溫儲罐，進(jìn)液可以通過(guò)儲罐上部，也可通過(guò)儲罐下部注入，或采用同時(shí)進(jìn)液的方式。進(jìn)液的方式根據儲罐內的液體密度和溫度條件而定，進(jìn)罐LNG和儲罐內的LNG能夠充分混合，避免儲罐內液相產(chǎn)生分層，防止“翻滾”現象的發(fā)生，保持低溫儲罐運行的穩定性和性。

　　LNG儲罐外置兩臺離心泵，泵出口設置回流管線(xiàn)，可將罐內的LNG經(jīng)裝車(chē)泵重新注入儲罐內，起到循環(huán)、混合儲罐內LNG的作用，減小LNG分層現象的發(fā)生。裝車(chē)時(shí)經(jīng)LNG泵輸送至槽車(chē)，氣相返流管線(xiàn)既可與儲罐內氣相空間相連，也可經(jīng)汽化器后進(jìn)入BOG壓縮機，以平衡裝車(chē)時(shí)槽車(chē)內的壓力，提高裝車(chē)速度和液相充滿(mǎn)率。

　　[二]、氣儲罐的內罐設計

　　液化氣儲罐內罐設計應用的標準為API620附錄Q。內罐是整臺低溫儲罐的核心，也是設計的。

　　一、靜力設計

　　液化氣儲罐內罐筒體的高度應考慮滿(mǎn)足儲罐的設計容積(設計液位)，同時(shí)應當考慮由于泵吸入口高度造成一部分液態(tài)LNG存留于內罐中所占據的高度，以及針對地震造成液面晃動(dòng)預留出的頂部自由空間。

　　不銹鋼內罐壁板設計的厚度應滿(mǎn)足下列要求：

　　(1)相當于液態(tài)LNG設計液位的液柱壓力；

　　(2)相當于液態(tài)LNG設計液位的液柱壓力1.25倍的水壓試驗壓力。

　　由于內罐為開(kāi)口結構，內罐兩側所受到的氣相壓力大小相等，因此在內罐壁厚的計算中無(wú)需考慮蒸發(fā)氣體壓力。

　　二、筒體壓縮

　　筒體底部的較大縱向壓縮力可以根據API620附錄L5.2計算，結果需滿(mǎn)足API620附錄L5.3筒體較大縱向壓應力要求。

　　三、設計

　　氣儲罐內罐設計采取預埋錨固帶，以抵抗由于地震產(chǎn)生的傾覆力矩。應在水壓試驗過(guò)程中進(jìn)行內罐錨固帶與內罐壁板的焊接，而在氣壓試驗過(guò)程中完成外罐錨固帶與外罐壁板的焊接工作。

　　四、抗傾覆計算

　　儲罐可以由罐體重量和儲存液體的重量來(lái)確定殼體底部的抗傾覆力矩，通過(guò)比較計算結果是否滿(mǎn)足API620附錄L4.1及L4.2來(lái)判斷儲罐是否需要采用錨固帶解決。對于非錨固帶設計的儲罐，可以利用殼體下提升基礎底板寬度的這部分介質(zhì)來(lái)抗傾覆。

　　五、液體晃動(dòng)值計算

　　由地震造成液體晃動(dòng)的高度值可以由API620附錄L8計算得出，將該計算結果加上較小為1英尺的數值作為內罐高度的預留液體晃動(dòng)高度值。

　　六、吊頂設計

　　吊頂設計應考慮吊頂自身重量以及覆蓋在吊頂上的保冷材料、接管套筒、壓力平衡孔的重量和施工中的臨時(shí)載荷。由于儲罐在常溫狀態(tài)下安裝，因此吊頂上接管開(kāi)孔與接管應當偏心布置，以補償由于溫度變化造成的吊頂甲板收縮量，否則可能會(huì )由于甲板收縮與接管產(chǎn)生碰撞，造成吊頂甲板或接管變形。

　　七、接管設計

　　接管的設計除了要滿(mǎn)足工藝要求外，還應考慮到在儲罐氣體置換及預冷過(guò)程中需要配置的一些臨時(shí)接管。