LNG储罐冷却流程进行分析及冷却速率

　　目前我国大型LNG接收站中的储罐均为全包容式，低温储罐是 LNG接收站的核心设备，也是 单体建造费用较高的装置。LNG储罐的造价约占整个LNG接收站总投资的三分之一，其高昂的造价也影响了我国LNG行业的发展。如果LNG储罐投用过程中某个环节技术不成熟，损失是 相当惨重的。对大连LNG接收站全包容式混凝土顶LNG储罐的整个冷却流程进行分析，以期为今后大型LNG储罐冷却投用提供经验。 

　　全包容式混凝土顶LNG储罐主要由预应力钢筋混凝土外罐、金属Ni9钢内罐、外罐内侧底部热角 保护系统、内外罐之间和吊顶板的保冷系统以及工艺仪表等配套系统组成。 

　　大连LNG接收站全包容式混凝土顶罐，其内罐净工作容积为160000m³，内罐直径为80m，内罐高度为38.5m，外罐内径为82m，外罐外径为83.6m，外罐总高度为49.9m，罐体总高度为52.8m。基础采用架空型桩基础形式，桩基数为360根。外罐壁现浇筑预应力低温钢筋混凝土，混凝土标号为C50，钢筋为低温钢筋，预应力体系主要包括预应力钢绞线、预应力波纹管及预应力锚座，采用后张拉法。外罐弯顶由金属拱顶及其上浇筑的C40混凝土组成，曲率半径约为82m。内罐和外罐均具有单独储存LNG的功能。储罐的设计压力为一0.5~29kPa。大型全包容式LNG储罐的建设周期一般在3年左右，在装置机械竣工后，需要对LNG储罐进行水压试验、除明水、气密试验、储罐干燥和氮气置换等预调试工作，之后进行LNG储罐预冷调试工作，所有调试工作完成后，LNG储罐正式投入运行。 

　　BOG气体主要由LNG储罐进料管道的预冷和充液过程提供。LNG储罐冷却前需要对卸料总管道进行冷却，以避免管道上下温差过大使管道拱起，其产生过大的应力会损坏管道或管道支架及附属系统，而且如此大的应力也会损坏储罐及其附属系统，进而出现气或LNG泄漏，发生事故。因此，在管道冷却过程中需要严格控制温降速度，借鉴已经投用储罐的冷却经验，冷却速率不能超过10℃/h，管道上下表面温差不能超过50℃。为了减少管道因冷却产生的应力过大造成变形过大，冷却条件，需要加装临时汽化器和混合器。 

　　通过调解汽化器与混合器，获得温度合适的BOG来预冷卸料总管。供给汽化器的LNG来自接收站已经投用的卸船总管。通过冷却卸料总管直接将BOG注入LNG储罐，同时对储罐进行BOG置换。待LNG卸料总管预冷达标后可对LNG管道进行LNG填充，此过程中如果储罐BOG置换没有达标，仍正常进行置换。待储罐BOG置换完成，可将储罐与接收站内BOG系统打通，进行LNG气储罐的预冷，置换与预冷没有严格的界限，在BOG置换过程中需要观察储罐内各个温度检测点的温度变化，待储罐内各个温度检测点均达到预冷所要求的温度后，对LNG储罐分步骤注入LNG液体。达到所要求的液位时，静置检查储罐各个管道以及设备，若没有问题，则标志着储罐已经进入投用状态。 

　　储罐冷却过程中需要监控的数据主要包括罐壁与罐底温度、冷却速率、LNG喷淋流量、储罐压力等参数，其中LNG喷淋流量、各个监测点温度变化、温降速率是 控制的，因此仅对LNG储罐温度变化情况与冷却喷淋流量做相关分析。 

　　储罐冷却前罐底平均温度为9.48℃，冷却结束为一150.54℃，整个冷却过程持续了逾90h，温降曲线非 常平滑，基本没有波动。从温降速率曲线，温降速率基本维持在2℃/h左右，较大温降速率在第67h为2.67℃/h。