大型lng储罐的发展过程和构成
lng即液化天然气,是存储在低温的lng储罐内,早期时候都是采用单壁形式的储罐,单壁储罐存在许多缺点,例如没有防潮层、易受风灾危害等,后来提出了双壁双顶lng储罐,这种储罐是将干燥的纯气体充入两壁之间的环形绝热空间内,保持正压以防止吸入潮湿空气。随着罐体容量的逐渐,对lng罐的要求也越来越高,终研究出双壁单顶储罐。取消了纯气体系统效果自然比前两种储罐优越。
对于大型的lng储罐,一般采用的都是双壁悬挂顶盖的形式,根据lng泄露后液体和蒸汽收集的情况不同,又可分为单容罐、双容罐和全容罐三种结构形式。
1、单容罐罐体的内容器为自立式的钢制圆柱形壳体。单容罐的投资比较低,安全性也比较低。
2、双容罐由一个立的双壁单顶主容器和一个具有液密性的次容器构成。主容器内部的钢罐盛放lng液体,次容器为耐低温的钢制或混凝土结构,主容器和次容器之间的上部空间可以加盖一个防雨罩以防止落入尘土或者雨雪。
3、全容罐为了考虑同时收集液体和气体泄漏物的情况,由一个主容器和一个次容器构成,主容器为自立式钢制罐,次容器为钢制或预应力混凝土结构。主次容器之间的间距应小于2m,全容式lng储罐的造价高,但安全性也是好的,所以应用比较广泛。大型lng储罐的发展过程和构成
储罐的增压 Tank pressurization
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当储罐向外供液又需要稳定排液压力时,可利用汽化器(另外配备)进行增压。其操作过程如下:
The carburetor (available separately) can be used for boosting when the reservoir is supplied externally and requires stable discharge pressure. The operation is as follows:
2.3.1开启V2排液阀,使液体二氧化碳汽化器汽化,开启V3回气阀(根据用户回气管路的设置,V3回气阀可置于常开状态)从汽化器分流出来的气体返回储罐上部,使储罐内增压。
Open the V2 drain valve to vaporize the liquid carbon dioxide vaporizer and open the V3 return valve (the V3 return valve can be normally open depending on the return air line of the user). The gas diverted from the vaporizer returns to the upper part of the tank , So that the pressure tank.
2.3.2当储罐内压力达到2.1Mpa时,可暂时关闭V3回气阀。
When the tank pressure reaches 2.1Mpa, the valve can be temporarily closed V3 return gas valve.
2.3.3排液过程中,可通过控制V3回气阀的开度,使增压能力维持在压力稳定的水平。
During drainage, the degree of pressurization can be maintained at a pressure-stable level by controlling the opening of the V3 return valve.
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关于lng储罐在选择上的小常识
目前,国内外常用的lng储罐有常压储存、子母罐带压储存及真空罐带压储存三种方式。采用哪种储存方式,主要取决于储存量的大小。
1、真空lng储罐
真空罐为双层金属罐,内罐为耐低温的不锈钢压力容器,外罐采用碳钢材料,夹层填充绝热材料,并抽真空。真空罐是在工厂制造试压完毕后整体运输到现场。
LNG总储存量在1000m3以下,一般采用多台真空罐集中储存,目前国内使用的真空罐单罐容积大为150m3。真空罐工艺流程比较简单,一般采用增压器给储罐增压,物料靠压力自流进入气化器,不使用动力设备,能耗低,因此国内外的小型LNG气化站基本上全部采用真空罐形式。
2、子母lng储罐
子母罐的内罐是多个耐低温的不锈钢压力容器,外罐是一个大碳钢容器罩在多个内罐外面,内外罐之间也是填充绝热材料,夹层通入干燥氮气,以防止湿空气进入。子母罐的内罐在工厂制造、试压后运到现场,外罐在现场安装。
储存规模在1000m3到5000m3的储配站,可以根据情况选用子母罐或常压罐储存,由于内罐运输要求,目前国内单台子罐大可以做到250m3,采用子母罐的气化工艺流程与真空罐大致相同,由于夹层需要通氮气,装置中多了一套液氮装置。
3、常压lng储罐
常压罐的结构有双金属罐,还有外罐采用预应力混凝土结构的;有地上罐,还有地下罐,20000m3以下的多为双金属罐。
常压罐的内外罐均在现场安装制造,生产周期较长。
LNG低温常压储罐的操作压力为15KPa,操作温度为-162℃,为平底双壁圆柱形。其罐体由内外两层构成,两层间为绝热结构,为保冷层。内罐用于储存液化天然气,而外壳则起保护、保冷作用。为了减少外部热量向罐内的传入,所设计的内外罐是各自分离并立的。罐项是自立式拱顶,内罐罐项必须有足够的强度及稳定性以承受由保冷材料等引起的外部压力和由内部气体产生的内部压力。
lng储罐采用珠光砂为保冷材料,并充入干燥的氮气,保证夹层微正压,绝热材料与大气隔离,避免了大气压力或温度变化的影响以及湿空气进入内、外罐间保冷层,增加了保冷材料的使用寿命,有效保证和提高了保冷材料的使用效果。在设计和制造绝热结构时,必须注意采用防潮措施。
通过技术经济比较,低温常压储罐方案的一次性投资低于子母罐的方案,但运行费用低温常压储罐方案远高于子母罐的方案。
关于lng储罐在选择上的小常识
关于lng储罐内的压力和蒸发率的研究
密闭lng储罐就是在储罐充装lng后,关闭其出口,整个lng储罐处于封闭状态。生产中都希望lng安全储存的时间越长越好,但由于lng储罐的温(101325Pa,-160℃) 特性,储罐内的流体和外部环境之间存在着较大的温差,环境不断地向储罐内漏热,使得储罐内的部分lng吸收漏热后蒸发为气体,引起储罐内压力升高,所以lng密闭储存时,储罐必须具有一定耐压能力。影响lng密闭储存时间长短的主要因素是储罐内的压力、温度、液体组分组成等。要延长密闭lng储罐的安全储存时间,就需要了解密闭储罐内lng的压力和温度的变化规律及蒸发规律,寻求办法控制密闭lng储罐内压力和蒸发率的变化,为lng的安全储存提供。
20世纪60年代,Neff先提出密闭储罐中压力的上升是低温液体安全储存所面临的一个关键问题,认为容器内的压力是温度的单值函数,容器中压力可以通过储罐中的温度来计算。后来,Swim 等也针对低温液体容器的升压问题进行了大量的实验和研究工作,取得了一些成果。
在实验过程中,主要测试储罐内压力、温度及lng储罐的蒸发率。lng储罐的蒸发率是指储罐的静态日蒸发率,即储罐装有lng时,静置达到热平衡后,24h内自然蒸发损失的lng液体质量和储罐内lng液体质量的百分比,换算为标准环境下(20℃,101325Pa)的蒸发率值。蒸发率能较为直观地反映储罐使用时的保温性能。
目前,测试低温液体蒸发率主要有3种方法:称重法、蒸气流量法和自然升压法。在压力0.35~0.60MPa范围内,同一充满率下密闭lng储罐内的压力都随着时间的增加而。初始充满率越小,储罐内的压力升高得越快,安全储存时间越短。
通过对密闭容器内lng储罐压力和蒸发率的实验研究,得出以下结论。
(1) 储罐内的温度场是不均匀的,可以分为3部分,即气相部分温度场、气液分界面处温度场和液相主体部分温度场,且气相部分温度高于气液分界面处温度、气液分界面处温度高于液相的主体温度。在实验条件下,当初始充满率为0.475 时,3部分的温差大约为2~3℃。
(2) 初始充满率较小时,储罐内的液面随储存时间的增加而降低;初始充满率较大时,储罐内的液面高度随时间增加而。所以,在实际生产中,当储罐初始充满率较高时,应密切监视液位变化,避免溢罐或超压。
(3) 对于储罐的日蒸发率来说,密闭储罐内存在一临界初始充满率φc,当初始充满率φiφc时,某一充满率下储罐内的日蒸发气体量和蒸发率都是先随着时间增加而,到了一定时间后又随着时间的增加而减小。因而,实际生产中,储罐的初始充满率应尽可能在临界充满率以上,以减小日蒸发气体量和蒸发率。
(4) 任一初始充满率下,密闭储罐内的压力都随时间的增加而,且初始充满率越小,储罐的压力上升得越快,安全储存时间越短。所以,在实际生产中,应尽可能避免储罐的充满率过低,以确保安全。
(5) 在安全储存时间内,密闭lng储罐内的平均日蒸发气体量随着初始充满率的而减小。在其他条件相同的情况下,初始充满率越大,其平均蒸发率越小。所以,从减小日蒸发气体量或蒸发率的角度也说明,储罐的初始充满率不能过低。关于lng储罐内的压力和蒸发率的研究
液体的排放 liquid discharge
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2.4.1液体二氧化碳的正常排放是在储罐增压后,开启V2排液阀,V3回气阀,液体二氧化碳便流入汽化器汽化,供使用点使用。
The normal discharge of liquid carbon dioxide is after pressurization of the tank, open the V2 drain valve, V3 return valve, the liquid carbon dioxide will flow into the vaporizer vaporization for use point.
2.4.2为满足排液过程的稳定压力,应按“储罐的增压”操作方法进行增压。
In order to meet the steady pressure of the drainage process, it should be pressurized according to the method of "pressurized tank".
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制作原理
压缩空气储罐设计
储存介质的性质,是选择储罐形式和储存系统的一个重要因素。介质重要的特性有:可燃性、饱和蒸汽压、密度、腐蚀性、毒性程度、化学反应活性(如聚合趋势)等。储存介质可燃性的分类和等级,可在有关消防规范中查得。
饱和蒸汽压是指在一定温度下的密闭容器中,当达到气液两相平衡时气液分界面上的蒸汽压,它随温度而变化,但与容积的大小有关。对于液化石油气和液化天然气之类,都不是纯净物,而是一种混合物,此时的饱和蒸汽压与混合比例有关,可根据道尔顿定律和拉乌尔定律进行计算。当储存的介质为具有高粘度或高冰点的液体时,为保持其流动性,就需要对储存设备进行加热或保温,使其保持便于输送的状态。储存液体的密度,直接影响制造工艺和设备造价。
山东中杰股份有限公司,位于菏泽市开发区济南路2218号。公司共有厂区3处,总占地25万余平方米,主车间面积60000余平方米,员工1000多人,其中工程技术人员220余人。 公司高度聚焦绿色能源行业,主导产品有:燃油(气)锅炉、有机热载体炉、生物质锅炉、余热锅炉等锅炉产品;LNG储罐、氧氮氩储罐、CO2储罐等真空绝热深冷压力容器;液化石油气储罐、液氨储罐、脱硝工程设备、蓄热储能设备、成套化工设备等压力容器产品;地(水)源热泵、空气源机组、水冷螺杆机组、风冷模块等中央空调暖通设备,同时承接LPG液化气站安装、LNG标准站安装、锅炉安装、工业管道安装、化工设备安装等业务。公司规划产品有大型热能中心、LNG运输车、LNG罐式集装箱等绿色能源装备。公司销售网络广泛,先后为中国石油、中国石化、中国海油、中国燃气、中国中车、中国华冶、青岛啤酒、汇源果汁、金正大等两万多家大中型企业提品和技术服务,同时产品还出口到东南亚、中亚及非洲、拉丁美洲等国家和地区,销售,深受用户好评。公司拥有自营进出口权,具有B级锅炉制造许可及A2级压力容器制造许可资质,A2级压力容器设计许可资质,2级锅炉安装和GB2类、GC类压力管道安装许可资质及机电设备安装*,累计获得授权实用新型专利15项,授权发明专利2项,并通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系和OHSAS18001职业健康安全管理体系认证,现已成为国家。历经多年积淀,企业已发展成为集团化、规模化、多元化的大型企业。公司下设燃气锅炉、导热油炉、深冷容器、压力容器、中央空调、工程安装和国际贸易7大事业中心,内部管理规范,职工餐厅、职工宿舍、职工班车等配套设施齐全,为各类人才搭建了没有天花板的广阔发展平台。山东中杰股份有限公司致力于绿色能源事业的发展,以的产品和服务奉献社会!选择中杰特装,携手共铸辉煌!