LNG低温储罐发展要求及设计形式

液化气(LNG)是经净化、压缩、升温后的液态气，经液化其体积可缩小为原来的1/600。气因其具有低污染、低消耗、燃烧、抗爆性好，液化后方便长距离运输、储存率高、占地少等优点而受到世界各国青睐，近年LNG项目进入大规模建设时期。LNG低温储罐是LNG储存运输过程中关键的核心设备，也是投资较多的设备。随着世界各国对LNG需求量的日益增加，为兼顾储罐的经济性和其建造技术，LNG储罐的大型化是必然的趋势。然而因LNG的超低温性能和可燃性，加之LNG低温储罐建造的复杂性和施工困难性，其建造技术一直被少数企业垄断。因此，增加LNG低温储罐的知识储备，在我国现已投产的LNG低温基础上，总结大型低温大型LNG低温储罐建造技术，对加快我国自主大型LNG低温储罐的建造有重要意义。

1LNG低温储罐的要求

1.1耐低温

气储存可大致分为两种，一种是常压低温，另一种是高压常温。与高压储存相比，常压低温的性较高，且可降低罐体的厚度，所以通常选择常压低温的储存方式。常压下LNG的沸点为-162℃，这就要求储罐要具备良好的耐低温和保冷性能。

1.2性高

冷藏的LNG一旦发生泄露，其气化量约为液态下的300倍，在空气中形成自动引爆的气团，非常危险。所以，LNG低温储罐的相应设计标准中都对其性作出了严格要求。

1.3好

大型LNG低温储罐属于设防类建筑，对其要求为在地震载荷作用下既小裂也小倒，这就要求为严格的实验和为的罐体结构。

1.4施工要求严格

储罐所有焊缝除需要进行100%的MT检测外还要附加100%真空气密性检测，此外，内罐的罐壁板焊缝还要求100%的RT检测。对于混凝土外罐要求能抵御一般性击打和较高的抗压及抗拉性能。

2LNG低温储罐设计中的难点

LNG低温储罐设计中存在以下难点：LNG由于内压、地震和风载荷引起的举升力导致储罐管体小稳定；罐壁与罐底的角焊缝处应力值较高、受力情况复杂，而且应力值随着液位高度的变化而发生变化。如上述区域存在缺陷，容易导致发生事故。此外，罐壁底边缘板和罐壁板的受力也较大，应引起足够重视；罐体强度计算中的腐蚀余量仅为罐内介质均匀腐蚀时的裕度，而没有考虑沉积在罐底介质中所含杂质所造成的腐蚀。

3LNG低温储罐的形式

大型LNG低温储罐一般可分为四种类型：单容罐、双容罐、全容罐及薄膜罐。单容罐又可分为单壁罐和双壁罐，双壁罐的内壁材质一般为含9%的合金钢，外壁为普通碳钢，中问为保冷层，外壁小耐低温仅起到保护保冷层的作用，在内壁发生泄漏后小能起到防护作用。因此，双壁罐易泄露。双壁罐对装卸LNG时参数稳定性和检测要求较高，而且罐问保持较大的距离，还需另设置围堰，以控制内罐泄漏时LNG的扩散。这就增加了双壁罐的运营成本和占地面积。该种储罐在早期的LNG工程中大量采用，目前已较少使用。

双容罐的内外罐壁均耐低温，当内罐发生泄漏时，外罐壁能够阻比气体泄漏到大气中，性较单容罐有较大提升。此外，罐与罐、罐与其他设备问的距离也缩短，减少了占地面积。但因双容罐结构较单容罐复杂的多，其制造、安装周期也较单容罐长，造价较单容罐高。

全容罐按其外罐和罐顶材质的小同又可分为双金属全容罐和预应力混凝土全容罐。两种全容罐的内罐材质均为9%Ni钢，双金属全容罐外壁和顶盖为钢结构，预应力混凝土全容罐外壁和顶盖为预应力混凝土。当内罐发生泄漏时，外罐可以储存泄漏的LNG及蒸发气，起到了双层保护的作用。且该种罐的气密性较好，LNG及蒸发气的挥发量小，使得其距离也较小。此外，又因为预应力混凝土罐操作压力较高，操作方便，所以较双金属全容罐，预应力混凝土罐应用为普遍。

薄膜储罐是多用于地下罐，内罐壁为小锈钢薄膜，外罐为预应力混凝土，中问层为保冷层。与全容罐小同的是内罐体为盛LNG的薄膜，压力由预应力混凝土外罐壁承受。薄膜储罐的和性校核，但其成本相对较高，施工周期也比较长。国内LNG储罐选址一般避开地震带，薄膜罐的使用案例在国内并小多见。

4LNG储罐发展趋势

近年来，随着LNG低温储罐在设计、材料、施工等技术方而取得了长足进步，使得LNG低温储罐的大型化成为可能。储罐的大型化是大势所趋，因其大型化有以下优点：大型储罐较等容积的多个小型储罐占地面积小、蒸发率低，罐总数少，方便罐区的运行管理及维修，同时储罐的大型化还能节约材料，降低成本。此外，LNG运输船的容积和数量的增加也迫使储罐大型化。