液化天然气储罐主动安全防护技术的研究进展

LNG储罐主动防护技术是以防止储罐发生事故而采取的主动防护措施，主要包括采用保温绝热防护措施、压力防护措施、隋性气体抑爆措施以及预防LNG翻滚的措施等。

1、保温绝热防护措施

由于LNG储罐内液体与外界环境之间存在很大的温度差，所以储罐的绝热保冷设计是其防护技术较基本的要求。目前，小型LNG储罐大多采用真空绝热或真空粉末绝热，中型、大型及型LNG储罐常采用堆积绝热。

LNG储罐需要绝热的部位主要有罐壁、罐底及罐顶的吊顶。罐壁的保冷材料一般选用膨胀珍珠岩或珠光砂，由于内罐壁接触到低温液体发生冷缩现象导致保冷材料下沉，不仅影响上部空间保冷，还会导致内罐壁承受保冷材料带来的外部压力，或者内罐壁因为某种原因发生膨胀也会承受这种压力，通常会在内罐外壁安装厚度的弹性玻璃纤维毡来减少内罐壁承受的压力。罐底保冷层分为环形边缘保冷层、保冷层两部分，环形边缘保冷层是承受储罐及液体重量的主要部分，所以一般采用混凝土或混凝土与泡沫玻璃砖，而保冷层一般采用泡沫玻璃砖。罐顶保冷是在铝吊顶上覆盖保冷材料，因为铝吊顶的刚度较低，所以一般选用导热系数低且密度小的保冷材料，如玻璃棉。

2、压力防护措施

为了防止LNG储罐压力过高或过低时发生事故，应在罐顶安装阀和真空阀。LNG储罐在正常运行时，通过BOG压缩机调节压力使其维持在规定范围内，但当储罐内压力过高时，BOG压缩机便不起作用，此时首先通过调节阀将蒸发气体引人火炬总管，若压力持续升高，达到阀的设定值时，则阀打开，释放蒸发气体，避免储罐因压力过高发生事故。此外，为了避免阀座结冰导致阀无法开启，阀须采用先导式阀；同时，为了避免压力泄放时外罐拱顶及吊顶受到破坏，阀进日管道伸到吊顶以下叫。当储罐内压力过低时，首先通过调节阀向罐内注人干燥气或氮气，若压力持续降低，则真空阀打开，向罐内注人空气，但真空阀接管不宜深人到内罐吊顶以下。

阀和真空阀是维持LNG储罐内压力在正常范围内的一道防线，对保护储罐的起着的作用。但阀的保护功能过于单一，当储罐发生火灾或爆炸等事故时，既不能降低储罐表面温度，也不能扑灭火灾，因此阀应配合其他防护措施共同使用。

3、惰性气体抑爆措施

LNG储罐内盛装LNG及其蒸发气体，为防止气体混合物达到爆炸限，在储罐注入LNG前，通常采用氮气置换罐内气体，使储罐内氧气含量满足要求。

4、预防LNG翻滚的措施

LNG的密度差造成的分层是导致翻滚事故发生的根本原因，因此避免分层现象或者及时分层现象可避免翻滚事故的发生，具体可以从操作方法和储罐设计方面采取的措施：

1)选择正确的充注方法，一般来说向储罐内充注LNG的方法有顶部充注和底部充注两种，当新充注的LNG的密度比储罐内原有LNG的密度大时，可采用顶部充注的方法；反之，则采用底部充注的方法。

2)充注时的管道和喷嘴应分别采用多孔管和混合喷嘴，使得新注人的LNG和储罐内原有的LNG充分混合。

3)在储罐内壁设置LTD探测器，以监测LNG液位、温度、密度的变化，当监测到储罐内LNG的温差大于0.2℃，密度差大于0.5kg/m³时，就可以认为LNG发生了分层，应立刻启动循环泵，及时分层现象。

4)采取措施使LNG含氮量不超过1%，并且还要避免含氮量高的LNG在储罐内长期储存。

5)将不同气源的LNG分开储存，以避免LNG由于密度差而产生分层现象。