大型液化天然氣儲罐的策略探討

曲培志(中石油大連液化天然氣有限公司，遼寧大連116600)

大型液化天然氣儲罐的策略探討

曲培志(中石油大連液化天然氣有限公司，遼寧大連116600)

天然氣作為一種清潔型能源，對社會發(fā)展有著重要影響。現(xiàn)如今社會生產(chǎn)對天然氣的需求量不斷增加，其運輸存儲問題也愈加突出。基于此，本文重點探究液化天然氣的優(yōu)點，分析天然氣儲罐在應(yīng)用中存在的問題，進(jìn)而提出液化天然氣儲罐的發(fā)展趨勢。

液化天然氣；儲罐；問題；發(fā)展趨勢

天然氣作為一種不可再生的清潔能源，在綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，人們對天然氣的需求量不斷提高，為了能夠滿足社會生產(chǎn)的需求，天然氣有關(guān)部門必須要加強(qiáng)液化天然氣儲罐的策略，提高運輸效率和存儲量，這樣才能夠保障天然氣的服務(wù)質(zhì)量。從本質(zhì)上來說，天然氣能夠通過人工的形式生產(chǎn)，但作為一種易燃易爆氣體，在運輸和存儲方面都存在著很多安全隱患，因此，我們必須要能夠加強(qiáng)液化天然氣管理，特別是儲罐的管理工作，降低天然氣在存儲、運輸、使用中的安全隱患。

1 液化天然氣的優(yōu)點

液化天然氣作為國際中公認(rèn)的最清潔、最環(huán)保的能源，在整個能源領(lǐng)域中有著很高的地位。天然氣的主要成分是甲烷，作為一種無毒、無色、無味的氣體，在當(dāng)今社會中的應(yīng)用非常廣泛。液化天然氣是將天然氣進(jìn)行低溫密度壓縮所形成的液態(tài)形式，其便于存儲、運輸，并且能夠極大的節(jié)省成本。天然氣在燃燒過程中，理論上不會排放二氧化硫和硫化氫等有害氣體和塵粒物，并且其他的有害氣體排放量也要比傳統(tǒng)資源低很多。并且液化天然氣的質(zhì)量也非常輕，通常為同體積水重量的45%，臨界溫度為190.58K，存儲溫度為112K。由此可見，天然氣在燃燒過程中對空氣污染程度非常低，并且會釋放大量的熱量，這也是天然氣作為當(dāng)今著重開發(fā)的因素之一。

2 液化天然氣儲罐設(shè)計和建造中容易出現(xiàn)的問題

2.1 儲罐的材料選擇問題

液化天然氣儲罐材料選擇至關(guān)重要。由于儲罐需要在超低溫度的條件下運行，通常溫度為-162℃，再加上液化天然氣的超低溫性和可燃性，在選擇儲罐材料時，需要重點分析材料在低溫下的力學(xué)能力，要求儲罐材料具有足夠的輕度、加強(qiáng)的溫度承受范圍、較強(qiáng)的任性等，這樣才能夠避免儲罐出現(xiàn)脆性破壞。再者，儲罐材料還需要面臨著導(dǎo)熱性的問題，需要選擇導(dǎo)熱系數(shù)小、化學(xué)性能穩(wěn)定的材料，并且需要考慮材料的可加工性和焊接性。此外，低溫保冷材料還具有一定的特殊要求，主要包含水蒸氣透濕系數(shù)低、吸濕性小、低溫線膨脹系數(shù)小、阻燃性好等特點。當(dāng)然，為了能夠保障液化天然氣儲罐建設(shè)、應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性，我們還需要考慮價格問題，盡量做到價格低廉、經(jīng)濟(jì)實用。

2.2 液化天然氣密度差問題

在半充滿液化天然氣的儲罐內(nèi)，由于向罐中注入不同密度的液化天然氣，會產(chǎn)生分層效果，主要因為液化天然氣組分產(chǎn)地和溫度差異。當(dāng)液化天然氣出現(xiàn)分層現(xiàn)象時，上部密度小的液層會正常流動，并且會蒸發(fā)釋放能量。但下層液化天然氣由于對流弱，無法達(dá)到上層，會使下部液化天然氣處于一種內(nèi)部對流形態(tài)。這樣就會導(dǎo)致密度混合問題，下層蒸發(fā)液體也會蒸發(fā)氣化。與此同時，會大大提高表面的蒸發(fā)率，導(dǎo)致壓力不斷增大，這給儲罐安全運行帶來了巨大的威脅。

2.3 儲罐腐蝕問題

由于很多設(shè)計計算人員只考慮到了介質(zhì)腐蝕問題，卻忽視了液化天然氣中的水和其他物質(zhì)，這些物質(zhì)都會集中在儲罐的底部，這樣就會造成底圈壁板局部腐蝕問題，因此，在設(shè)計過程中要求設(shè)計人員能夠注意此類問題，可以適當(dāng)增加底圈壁板的厚度。

在液化天然氣儲罐建設(shè)與設(shè)計當(dāng)中，還有諸多問題需要工作人員注意，包括地震荷載、風(fēng)荷載等，并且液化天然氣儲罐除了要受到液體的靜壓力外，還需要承受較大的邊緣應(yīng)力。這些問題都是液化天然氣儲罐設(shè)計與建設(shè)重點關(guān)注的問題。

3 大型液化天然氣儲罐的策略與發(fā)展趨勢

為了能夠加強(qiáng)大型液化天然氣儲罐的設(shè)計與建設(shè)安全性和經(jīng)濟(jì)性，我們在選擇儲罐材料過程中，需要重點選擇溫度適應(yīng)性強(qiáng)（主要是低溫）、韌性好、抗疲勞強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)小的材料，并且在采購過程中需要貨比三家，重點選擇質(zhì)優(yōu)價優(yōu)的產(chǎn)品。再者，為了能夠緩解密度差的問題，需要工作人員在液化天然氣液化過程中了解到液化天然氣的密度，避免將密度差較大的液化天然氣存儲在同一個大型儲罐中，加強(qiáng)液化天然氣組分產(chǎn)地、溫度差異、液化天然氣老化的控制，這樣才能夠緩解密度差問題。此外，在儲罐設(shè)計過程中，在防腐方面除了要加強(qiáng)底圈壁板厚度外，還可以在底圈壁板中加入防腐層和防水層，避免水和其他物質(zhì)直接接觸底圈壁板。

通過對大型液化天然氣儲罐進(jìn)行研究，能夠得出以下幾點規(guī)律：第一，儲罐越大，其節(jié)省鋼材的數(shù)量越多，能夠降低投資力度，讓結(jié)構(gòu)布局更加緊湊，縮小占地面積；第二，在總面積相同的條件下，應(yīng)用幾臺大型液化天然氣存儲設(shè)備要比一群小型儲罐更加節(jié)省空間，提高空間占用率；第三，大大提高管理的便捷性，由于大型液化天然氣要比小型儲罐檢測、維修、管理等方面更加方便。

以上這些優(yōu)勢注定了液化天然氣儲罐要朝向大型化方向發(fā)展，這也是天然氣行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。但液化天然氣大型化必須要適度，一方面需要大型液化天然氣儲罐來降低運營成本，并且提高管理效率；另一方面也要保障大型液化天然氣儲罐在運行中的安全性與合理性。液化天然氣儲罐常壓化能夠降低液化天然氣儲罐建設(shè)中的人力投入量和財力投入量，并且能夠降低大型液化天然氣儲罐在應(yīng)用中的危險問題。

4 結(jié)語

綜上所述，天然氣作為世界上公認(rèn)的清潔能源之一，對綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要影響。本文重點探究了液化天然氣的優(yōu)點、液化天然氣儲罐設(shè)計與建設(shè)中容易出現(xiàn)的問題，最后提出了液化天然氣儲罐的策略和發(fā)展趨勢，也就是在保障儲罐的經(jīng)濟(jì)性、安全性、效率性的基礎(chǔ)上，不斷加強(qiáng)大型液化天然氣儲罐的設(shè)計與建設(shè)工作。

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