LNG儲罐應(yīng)用現(xiàn)狀與問題研究

崔文亮

摘 要：LNG儲罐是液化天然氣的儲運(yùn)容器，對其進(jìn)行深入研究能明確我國在LNG儲罐建設(shè)方面問題。文章介紹了LNG儲罐的發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了LNG儲罐設(shè)計和建造中所存在的問題，最后提出了相關(guān)的改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞：LNG儲罐;應(yīng)用現(xiàn)狀;問題;對策

在LNG產(chǎn)業(yè)鏈中，LNG儲罐是最重要的組成部分，相對于歐美及日韓等發(fā)達(dá)國家，我國在LNG儲罐的建設(shè)技術(shù)水平上還不夠成熟。文章從結(jié)構(gòu)、材料等多個方面對我國LNG儲罐進(jìn)行調(diào)研分析，最終提出了相關(guān)的改進(jìn)策略。

1 LNG儲罐的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度不斷加快，對于能源的需求也越來越大，液化天然氣作為良好的能源，在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。但就目前看來，由于我國的LNG儲罐技術(shù)不夠成熟，對于LNG的儲運(yùn)能力不足，因此天然氣的開發(fā)受到了很大的限制。此外，我國的天然氣資源分布不均，呈現(xiàn)一種西部多東南部少的現(xiàn)象，但是作為較為發(fā)達(dá)的東南部對于液化天然氣的需求又很大，必須由西部向東南部運(yùn)輸，我國在大型和特大型LNG儲罐的研發(fā)和制造方面還很落后，這在無形中增加了液化天然氣的成本。

2 LNG儲罐建設(shè)過程中所存在的問題

2.1 儲罐材料問題

LNG儲罐所儲存的介質(zhì)為低溫液體，因此需要有相應(yīng)的保溫材料。介于液化天然氣的性質(zhì)，要求儲罐殼在低溫環(huán)境下要具備一定的力學(xué)性能。就目前來看，我國LNG儲罐的材料選擇多以傳統(tǒng)的經(jīng)驗為主，傳統(tǒng)材料的應(yīng)用雖然能一時緩解天然氣儲運(yùn)的難題，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對能源需求量的增大，難免會突顯出其劣勢。

2.2 儲罐配置問題

LNG儲罐作為天然氣站的核心裝備，投資巨大，并且LNG儲罐對于供氣站的供氣技術(shù)及其經(jīng)濟(jì)型有很大的影響，為了降低供氣成本，在儲罐的設(shè)計時一定要不斷的優(yōu)化儲罐配置。實際上，我國在儲罐的設(shè)計上，還處于相對落后的階段，絕大多數(shù)的設(shè)計都是根據(jù)以往的經(jīng)驗進(jìn)行儲罐配置的設(shè)置，并沒有將儲罐的經(jīng)濟(jì)型納入到設(shè)計的理念中。

2.3 儲罐安全問題

LNG儲罐的安全性是儲罐設(shè)計最基本的考慮點(diǎn)，由于我國儲罐設(shè)計及建設(shè)的技術(shù)仍不到位，因此還存在著部分安全性方面的問題。首先，存在液體翻滾的問題。LNG儲罐多存儲的是幾種密度、不同理化性質(zhì)的液體，在運(yùn)輸過程中，由于各介質(zhì)之間存在著密度差異，LNG會逐漸出現(xiàn)氣化，進(jìn)而分層，與外界或其他介質(zhì)進(jìn)行熱交換，各層之間會不斷的混雜，短時間內(nèi)出現(xiàn)氣化，罐內(nèi)壓力會隨著升高，導(dǎo)致液體翻滾，對LNG儲罐的儲存和運(yùn)輸造成非常大的威脅。此外，還有液體泄露的問題仍然嚴(yán)峻。

3 LNG儲罐改進(jìn)策略

3.1 調(diào)整儲罐材料

首先，儲罐材料的選擇從根本上影響著儲罐的性能，在材料的選擇上一定要關(guān)注材料的耐低溫性能，確保儲罐的安全性能。其次，由于液化天然氣的性質(zhì)，要做到儲罐材料的穩(wěn)定性和隔熱性，避免介質(zhì)與儲罐之間發(fā)生熱交換。最后，在材料的選擇上也要重視材料的阻燃性能。國家要積極培養(yǎng)相關(guān)人才，加強(qiáng)對新型材料的研究，盡早發(fā)現(xiàn)符合力學(xué)性能的儲罐材料，為我國儲罐的建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

3.2 提升儲罐配置

由于缺乏對儲罐經(jīng)濟(jì)性的考慮導(dǎo)致我國液化天然氣的成本較高，阻滯了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為了加快我國LNG產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，相關(guān)部門要積極的進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，培養(yǎng)出一批相關(guān)人才，并且要建議天然氣實驗區(qū)，在試驗區(qū)建立定量的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，通過數(shù)學(xué)建模和計算方法，測算最優(yōu)化的LNG儲罐配置方案，確保LNG儲罐的配置最優(yōu)，避免資源浪費(fèi)和氣化站配置不合理。通過對儲罐配置方案的測算，并且按照優(yōu)化后的配置進(jìn)行建設(shè)，能大幅度的減少液化天然氣的技術(shù)成本，并且加快我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外，要定期對氣化站的LNG儲罐進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，定期優(yōu)化儲罐配置。

3.3 提升儲罐安全性能

首先，對LNG儲罐造成威脅的是液化天然氣運(yùn)輸過程中的罐內(nèi)翻滾問題。造成罐內(nèi)翻滾的主要原因是LNG介質(zhì)屬性不同、分層及隔熱材料不佳等。因此，在LNG的儲罐過程中，要盡量確保儲罐內(nèi)介質(zhì)的純度，尤其是對于一些密度差異極大、易發(fā)生分層的介質(zhì)。LNG介質(zhì)的分層主要是由于介質(zhì)密度的不同，為了最大限度地避免介質(zhì)分層，首先要對儲罐的進(jìn)料位置進(jìn)行調(diào)整，通過噴射、攪拌等方法讓各種介質(zhì)充分的混合，盡可能減少不同介質(zhì)之間能量的交換，從而避免分層的產(chǎn)生。而保溫材料仍舊是一個難題，它的解決在于儲罐設(shè)計和建造的研究，我國要加大在這方面的研發(fā)，加強(qiáng)儲罐的隔熱性能，盡量避免LNG在儲運(yùn)的過程中與外界的能量交換。針對LNG泄露的問題，LNG泄露會造成窒息、爆炸等多種危害，往往采用設(shè)置消防設(shè)備等對泄露進(jìn)行補(bǔ)救。但事實上，通過對泄露進(jìn)行合理的計算，明確泄露發(fā)展的擴(kuò)散規(guī)律，就能有效地指導(dǎo)擴(kuò)散后的處置。發(fā)生泄露后的應(yīng)急處置對于LNG的儲運(yùn)意義重大。

綜上所述，我國在LNG儲罐設(shè)計及建設(shè)方面仍處于發(fā)展階段，針對我國LNG儲罐目前所存在的問題，我國正在進(jìn)行積極的研究，不斷的研發(fā)新的隔熱材料，并且將多種建模方法應(yīng)用于LNG儲罐的研究中，確保LNG儲罐的結(jié)構(gòu)不斷完善，配置不斷優(yōu)化，促進(jìn)我國LNG產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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