超低温储罐液化天然气储罐的应用及技术安全

超低温储罐液化天然气储罐的应用及技术安全

陈杰  郭旭  翟耀峰  孟树森  朱彬  陈海华  李晨亮

张家港中集圣达因工程有限公司  江苏张家港 215600

摘要：液化天然气特殊的性质决定了其一般需存放于超低温储罐中，以避免存放环境不佳引发安全事故。当前能源领域对LNG储罐提出了全新的要求，虽行业内陆续出台了相应的施工规范与技术标准，但具体的工作中有关人员还需考虑实际情况来选择超低温储罐，并做好储罐建造的技术管理与质量控制，为液化天然气的输送、存储等提供安全条件。基于此，本文重点分析了超低温储罐液化天然气储罐的应用及技术安全要点，对实际工作具有指导价值。

关键词：超低温储罐；液化天然气储罐；技术安全

近年来，液化天然气逐步受到了人们的关注，这种能源的使用相对便捷，清洁环保性较强，但在输送与存储中需借助专门的储罐，以保障安全性。液化天然气一般需利用超低温储罐，这类型储罐的安全防护一直是研究的重点和难点，在长期的液化天然气使用中超低温储罐方面陆续出现了多种安全技术，但由于技术相对多样，且每种技术都有其适用条件与优缺点，为发挥技术优势，相关人员在超低温储罐施工中需严格执行相应的技术标准与规范，以提高储罐性能。

1.超低温储罐的应用

我国能源战略调整的过程中，天然气作为一种清洁能源在能源领域的地位日渐凸显。天然气的构成复杂，甲烷、其他烷烃类物质为主成分，这一特殊的成分下一旦出现了天然气的泄漏问题必将诱发火灾、爆炸等事故，引发的人员伤亡、经济损失较大。天然气储罐泄漏时大量液体天然气无法在短时间内气化，将以液体形态流到地面，在地面持续气化，产生大量蒸汽，诱发更大范围内的污染问题。天然气泄漏后在储罐中的上下密度有差异，这一密度差值导致储罐内易存在上下翻滚现象，进而导致罐体运动碰撞明显，持续的这一情况下可能出现裂缝，诱发更为严重的泄漏事故。如有关人员恰好处于天然气泄漏的事故范围内，氧气的持续减少，存在人员窒息风险，遭遇明火的情况下超低温储罐回火，将导致连续性爆炸事故[1]。因此，正是因为液化天然气的这些风险，LNG超低温储罐安全防护为热点性研究议题，有关人员在设计超低温储罐时特别需关注绝热保冷处理。目前的技术条件下，天然气低温储罐一般为真空绝热或真空粉末绝热的方式，而对于大型、中型储罐则为堆积绝热方式，而罐顶、罐壁的保冷施工中，膨胀珍珠岩、珠光砂为可用材料[2]。超低温储罐设计中需保障内部有较大的承重压力，因为内壁接触保冷材料，存在一定的收缩，内外壁空间较大，在内外壁需合理使用弹性玻璃纤维材料，以应对内壁承受压力。

天然气超低温储罐的罐底部位需采用边缘保冷层、中心保冷层设计方式，环形边缘的保冷层施工中，为达到最佳的保冷效果，可利用混凝土材料或者混凝土+高强泡沫玻璃砖材料，中心保冷层需选用泡沫玻璃砖。

2.超低温储罐的技术安全

2.1液化天然气储罐的装置要求

超低温储罐施工中为达到安全性标准，相关人员在具体的操作中应严格执行液化天然气储罐的装置规定。液化天然气储罐的铸造阶段，施工人员需选择高性能材料，一般应选用抗压防腐性好的材料，并将储罐制造交由大型铸造厂完成，其生产制造中执行流水性作业。当然，考虑到液化天然气的特殊性能，各种条件下都不得存在明火，有关人员在具体的工作中应加强环境温度监测，严禁温度过高[3]。储罐出厂期间厂家需安排专人对每个储罐实施密闭度检测，保障储罐无破损情况，以增强天然气储罐的安全性。运输期间相关人员需检查各个储罐的朝向、开关，及时发现风险，避免天然气泄漏问题。独立罐装LNG的生产中对安全性和其他方面的追求略低于管道运输方式。如在实际的工作中为管道运输方式，建造要求高、技术难度大。针对此类液化天然气的生产与运输工作，首先，在生产的最初阶段相关人员需综合诸多方面的因素做好工厂选址，严禁将其建造在易燃物周围、居民与高温工厂周边，最好建在交通便利、位置优越的地段，使工厂远离不可控因素多的地区。根据建设经验，天然气站场装置系统与储罐的距离要合理，且考虑到安全性要求，在附近需合理配备消防水池和其他消防工具，除此之外，还需选择方便用水、排放废水的地段。其次。液化天然气运输管道的延伸地段，需结合现场的地质地形等设置围堰，并开展混凝土浇筑作业，有关路线需提前规划，减少与其他装置或者线路重合、交叉的情况，为后续的维修工作提供便捷。

2.2做好保温绝热防护措施

液化天然气的存储中，储罐温度必须符合有关标准，根据实际经验，储罐应为低温条件，只有其储罐温度符合低温条件才能保障存储的安全性。针对液化天然气储罐的保温绝热防护，主要需注意以下方面：（1）因为储罐型号各有区别，每种型号的储罐对绝热工作的要求也各有不同，如为小储罐，真空绝热与粉末绝热较为适用，在规范使用这两种方式的条件下，能抑制气体对流产生的热量，达到降温目标。（2）储罐绝热处理中，为保障液化天然气储运的安全目标，在有条件的情况下可科学选用真空绝热容器。如储罐相对较大，专业人员需堆积绝热方式，具体的施工操作中选用低密度珠光砂材料，在材料、工艺的双重作用下实现保冷。当然，要提高绝热施工水平，相关人员还需配备特定型号的管道，用管道实现罐内外的可靠连接，否则，如罐内外的连接不佳，很难具备绝热保温的条件，在一定条件下还会出现安全事故

[4]。因此，有关人员可在管道中设置波纹膨胀节，应对接管的收缩情况，而在膨胀位置与管道的连接部位可使用隔热材料。

2.3做好压力防护措施

由于液化天然气储罐属于特种设备，该设备的安全性也受到压力参数的影响，在使用液化天然气储罐时有关人员需加强压力监测与控制。考虑到液化天然气使用中的压力要求，可在储罐中配备安全阀、真空阀装置，借助这些装置将储罐压力控制在合理范围内。当然，在有条件的情况下也需配备BOG压缩机，合理调节罐内压力，一旦监测到储罐的压力超出了正常标准，BOG压缩机自动停止工作，如储罐内的压力控制效果不佳且存在持续升高趋势，压力值超出了安全阀最大限值，可借助安全阀装置将多余罐内的多余气体排出[5]。另外，液化天然气储罐的温度偏低，为在实际的工作中发挥安全阀的作用，相关人员在利用安全阀时可选择先导式安全阀，否则，在温度过低的情况下安全阀可能存在冰冻问题。如液化天然气储罐的压力异常低，有关人员可采取合理化措施，如利用调节阀将氮气、干燥的天然气输入到罐内，如不存在压力持续增加的趋势，打开真空阀将空气注入罐内，但在此过程中需要特别注意：接入真空阀接管的过程中，相关人员需严格执行相应的操作标准，将插入深度控制在正常范围内，确保插入深度不超罐内吊顶。

结束语：

目前随着液化天然气应用范围的持续扩大、需求的急剧增长，相关单位在实际的工作中需正确认识液化天然气的各方面性能，加强储罐管理，做好保冷、压力控制，提高储罐安全性，降低安全风险。未来在使用液化天然气时，有关人员需结合行业相关规定，继续创新储罐安全技术，构建全新的超低温储罐技术体系。

参考文献：

[1]蔡啸涛,齐彦昌,魏金山.液化天然气储罐低温镍基合金焊缝射线探伤底片中不明影像产生的原因[J].机械工程材料,2022,46(8):33-39.

[2]李雪梅.浅谈LNG低温储罐内罐焊接技术[J].石油化工建设,2021,043(003):63-65+70.

[3]赵思琦.液化天然气储罐用9Ni超低温钢板采购风险管理实践[J].项目管理技术,2022,20(1):5.

[4]王雄,蔡文刚,尹永强.国产化焊条在LNG储罐内罐焊接中的应用研究[J].石化技术,2022,29(1):19-20.

[5]许东来,郑呈龙.隔震橡胶垫下部组件直埋技术在低温LNG储罐中的应用[J].建筑技术开发,2021,48(19):3.