二、LNG低温储罐设计工艺
(一) LNG低温储罐材料
目前,建造LNG低温储罐主要是以绝热双壁圆筒立式平底结构为主,通常按照容量大小对其类别进行划分,LNG低温储罐建造过程中,其材料的选取对整个LNG低温储罐的质量有着极大的影响。目前,不锈钢和9%Ni钢在LNG低温储罐的运用较为普遍。9%Ni钢具有低温韧性好、强度高的特点,适合用来建筑大型LNG低温储罐,小型LNG低温储罐则主要采用不锈钢。我国9%Ni钢主要依赖于进口,这对我国LNG低温储罐的发展造成了极大的阻碍。我国于2007年成功研制出了06Ni9钢,并对其进行了深入而广泛的研究。其研究数据表明,我国所生产的06Ni9钢各项综合指标均以超过美国和欧盟的相关标准和要求,尤其是零下196摄氏度冲击功远远超出了其标准水平。目前,06Ni9钢已广泛运用于我国中石油在建LNG低温储罐工程中,着将成为我国LNG低温储存技术发展史上极具意义的里程碑。
(二) LNG低温储罐结构
LNG低温储罐结构中的绝热保温结构主要包括罐底保温、侧壁保温以及罐顶保温三大部分。具体结构如图1所示:
LNG低温储罐应选用便于施工、耐用、环保、高强度、耐火性好、抗冻性强、吸水率小、密度低、导热系数小的保温绝热材料,其绝热材料主要包括气泡型、纤维型、气孔型三大类。
目前,我国LNG低温储罐建造技术不断发展,越来越多的新型高效的材料被运用于LNG低温储罐建造过程当中。其中,深冷绝热材料的运用最为广泛,进一步推进了我国LNG低温储存技术的发展。
LNG低温储罐结构中,由于内罐铝吊顶加外罐拱顶的结构及其施工工艺相对简单,因此,罐顶保温通常采用此结构。其结构如图2所示:
用于储罐侧壁的材料多为松散珍珠岩,在设备降温后,会出现储罐侧壁顶部缺少珍珠岩的现象,对其进行二次填充需要大量时间,同时会使大量空气进入灌内,从而腐蚀储罐。针对这一问题,现有储罐侧壁通常会加设弹性保温毡,通过其压缩性对储罐侧壁收缩量进行补充,从而有效降低二次填充量。
灌底保温结构应能够有效保证低冷损失率最低,可将灌底保温系统分为圆形隔热区和周边圈梁隔热区。如图3所示:
近年来,我国研究者一直致力于对绝热材料的研究,并取得了良好的研究成果,为我国LNG低温储罐的发展奠定了良好的基础。