一文详解LNG常压低温储罐
LNG低温储罐有哪些特殊要求？
常压下液化天然气的沸点为-160℃。LNG选择低温常压储存方式，将天然气的温度降到沸点以下，使储液罐的操作压力稍高于常压，与高压常温储存方式相比，可以大大降低罐壁厚度，提高安全性能。
因此，LNG要求储液罐体具有良好的耐低温性能和优异的保冷性能。
由于罐内储存的是低温液体，储罐一旦出现意外，冷藏的液体会大量挥发，气化量大约是原来冷藏状态下的300倍，在大气中形成会自动引爆的气团。
因此，API、BS等规范都要求储罐采用双层壁结构，运用封拦理念，在第一层罐体泄漏时，第二层罐体可对泄漏液体与蒸发气实现完全封拦，确保储存安全。
内罐壁要求耐低温，一般选用9Ni钢或铝合金等材料，外罐壁为预应力钢筋混凝土。
由于罐内外温差最高可达200℃，要使罐内温度保持在-160℃，罐体就要具有良好的保冷性能，在内罐和外罐之间填充高性能的保冷材料。罐底保冷材料还要有足够的承压性能。
一般建筑物的抗震要求是在规定地震荷载下裂而不倒。为确保储罐在意外荷载作用下的安全，储罐必须具有良好的抗震性能。对LNG储罐则要求在规定地震荷载下不倒也不裂。
因次，选择的建造场地一般要避开地震断裂带，在施工前要对储罐做抗震试验，分析动态条件下储罐的结构性能，确保在给定地震烈度下罐体不损坏。
储罐焊缝必须进行100%磁粉检测(MT)及100%真空气密检测(VBT)。要严格选择保冷材料，施工中应遵循规定的程序。为防止混凝土出现裂纹，均采用后张拉预应力施工，对罐壁垂直度控制十分严格。
混凝土外罐顶应具备较高的抗压、抗拉能力，能抵御一般坠落物的击打。由于罐底混凝土较厚，浇注时要控制水化温度，防止因温度应力产生的开裂。
LNG低温储罐的构件特点？
内罐壁是低温储罐的主要构件，由耐低温、具有较好机械性能的钢板焊接而成，一般选用A5372级、A516 Gr.60、Gr18Ni9、ASME的304等特种钢材。
如某罐内罐底板和环板选用厚16 mm、材质为A537 CL2的钢板，其余板则可选用厚6.35 mm、材质为A537 CL1的钢板。
外罐衬板内侧喷涂聚氨酯泡沫，一般要求聚氨酯泡沫导热系数≤0.03 W/(m·K)，密度40～60 kg/m3，厚度150 mm左右。
内罐顶采用悬吊式岩棉保冷层，如某罐罐顶设置了4层玻璃纤维保冷层，每层厚100 mm，玻璃纤维棉的密度为16 kg/m3、导热系数为0.04 W/(m·K)。
罐底保冷比较复杂，除了钢板下喷涂聚氨酯泡沫外，还要设计防水结构。下图是某罐罐底的保冷结构，包括65 mm厚的垫层，60 mm厚的密实混凝土，2 mm厚的防水油毡，2层各100 mm厚的发泡玻璃，最后用70 mm厚混凝土覆盖，以保护外罐混凝土不受过低温度的影响。
混凝土外罐壁、外罐顶由预应力钢筋混凝土及耐低温钢衬板构成。混凝土强度应≥25 MPa。外罐顶和罐壁要能承受气体意外泄漏产生的内压力，因此，钢筋混凝土要具备足够的抗拉强度。
对于大型储罐，为使预应力混凝土罐壁均衡受力，可采用等强不等厚或等厚不等强的设计方法。
LNG的储罐都有哪些种类
圆柱形：用于工业燃气气化站，小型LNG生产装置、卫星式液化装置、民用燃气气化站、LNG汽车加注站。
大型圆柱形：用于基本负荷型、调峰型液化装置、LNG接收站。
球形：用于民用燃气气化站，LNG汽车加注站。
5～50 m3：常用于民用LNG 汽车加注点 及民用燃气液化站等。
50～100 m3：多用于工业燃气液化站。
100～1000 m3：适用于小型LNG 生产装置。
10000～40000 m3：用于基本负荷型和调峰型液化装置。
40000～200000 m3：用于LNG 接收站。
LNG的储存问题
LNG是多组分混合物，因温度和组分的变化，液体密度的差异使储罐内的LNG可能发生分层。一般罐内液体垂直方向上温差大于0.2、密度大于0.5kg/m3时，即认为罐内液体发生了分层。
LNG是一种多组分混合物，在储存过程中，各组分的蒸发量不同，导致LNG的组分和密度发生变化，这一过程称为老化。
分层LNG各自的对流循环 LNG储罐内自然对流循环图
翻滚现象是指两层不同密度的LNG在储罐内迅速上下翻动混合，瞬间产生大量气化气的现象。此时罐内LNG的气化量为平时自然蒸发量的10~50倍，将导致储罐内的气压迅速上升并超过设定的安全压力，使储罐出现超压现象。如果不及时通过安全阀排放，就可能造成贮槽的机械损伤，带来经济上的损失及环境污染。
翻滚现象发生的根本原因是储罐中不同层的液体密度不同，存在分层（图1），组分对于蒸发、翻滚产生的时间和严重性具有重要的影响。
LNG储罐在长期储存中，因其中较轻的组分(主要是N2和CH4)首先蒸发，自发形成翻滚。LNG储罐中原来留有LNG，在充装密度不同、温度不同的新LNG一段时间(几个小时甚至几十天)后，突然产生翻滚的现象。对于连续生产运营的接收站，储罐产生翻滚的现象主要属于第二类。
上部的LNG密度小，而储罐底部LNG密度大。当储罐内LNG产生分层后，随着外部热量的导入，底层LNG温度升高，密度变小。顶层LNG由于BOG的挥发而变重。经过传质，下部LNG上升到上部，压力减小，成为过饱和液体，积蓄的能量迅速释放，产生大量的BOG，即产生翻滚现象。
值得注意的是，LNG分层是引发翻滚的前提。
检测与消除分层的方法
温度监控
密度监控
BOG监测
储罐一旦产生分层后，在外输时首先泵出储罐底部的LNG。
LNG分层后，应采用顶部进入装置进行循环作业，以促进储罐内LNG的混合，避免发生翻滚。但同时增加了蒸发气量以及处理这些增加的蒸发气的费用（如图4）。
卸船时，当船上的LNG密度比储罐内LNG密度重时，从顶部卸料管进罐。反之，从底部卸料管进罐，这样可以促进不同密度的LNG在储罐内自行混合，消除分层。
我们不是知识的创造者，但是我们整合资料，与您分享。茶余饭后，闲暇时间，希望ASME中国制造能够伴您每一天。如果您有好的文章，或者好的建议，请您随时与我们联系，我们会不断的完善自己，与大家共同创造一个更加广阔的交流平台。