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LNG天然氣的特性跟儲罐的保冷設計
一、LNG的特性
液化氣(LNG)被認為是世界上較清潔的一種能源,目前被廣泛的應用于各種,液化氣的較為基本的構成成分為甲烷。LNG作用原理就是將氣進行壓縮與冷卻成為液體的形式,LNG體積約為同量氣態氣體積的1/625,密度在430~470kg/m3左右。具有較大的氣液比。液化氣較適宜在-135至-161.5攝氏度、0.1MPa左右的低溫儲存罐中進行儲存?!熬G水青山,就是金山銀山”,伴隨著隨著國民經濟高速發展,對清潔能源的需求和對環保的要求日益加強,而液化氣工廠的不斷建設與發展,為我國在清潔能源資源儲備與使用方面提供了較好的。
甲烷作為LNG較為主要的構成成分,而乙烷、丙烷等物質作為其次要的組成成分。由于生產工藝與原組件方面存在著不同,所以說,不同的LNG工廠所生產出來的氣也具有不同的構成成分。對于甲烷的相關規定中較為標準的是歐洲標準EN1160中所規定的,需要LNG中的甲烷含量超過四分之三,氮含量應該少于5%;實際生產過程中成品LNG的甲烷含量要高于。
1、燃燒特性
LNG與氣的燃燒特性基本相同,但是液化氣的燃燒速度比較慢,一般在每秒鐘0.3m,通常情況下,LNG與蒸汽發生爆炸的因素不包括燃燒。LNG氣化后爆炸為5%-15%,火焰也會飄散到一些有氧氣的地方。氣中由于一些在云團游離的不具備高速燃燒的條件,所以說燃燒爆炸的可能性較小,壓力小于5千帕的時候就不會引起爆炸,但是由于周邊的空間存在較多的限制性因素,使得云團內部的壓力比較高,LNG蒸汽遇到空氣混合物就會上升至爆炸的,繼而發生爆炸,嚴重的會造成為嚴重的后果。
2、低溫性能
LNG的存儲條件是低溫常壓,與此同時,還需要將飽和蒸氣壓控制在大氣溫正常壓力的情況下。通常情況下,在常壓狀態中的LNG,一般沸點都是在零下162攝氏度,并且LNG儲存、運輸以及使用的條件都要滿足低溫的狀態。在LNG系統所特有的低溫狀態之下,需要注意輸送管道的低溫斷裂與收縮,同時還要注重泄露與擴散事件的發生。
3、滾騰特性
當一個存儲罐之中存有較多的不同組分的超低溫液體的時候,會產生蒸發與吸熱的現象,并且在此作用之下會有不同密度的液體產生,通常情況下,液體會出現層化現象,也就是分為上下兩層。當兩層的液體密度與平衡點為接近的時候,極有可能形成上下對流的狀況,并且會產生較多的氣體,這就是所謂的滾騰現象。其中的危害在于能夠使罐內的壓力不斷地增長,造成設備的損壞,與此同時極有可能會帶來爆炸后果。
二、LNG儲罐的保冷設計
LNG儲罐保冷設計的目的是滿足工藝生產要求,保持和發揮生產能力,減少冷損,節約能源,防止儲罐外壁表面凝露,工作環境。低溫儲罐保冷結構先要考慮儲存低溫液體的保冷隔熱性,針對不同的存儲條件,而相應采用不同的結構和保溫材料。
對于儲罐頂部的保冷設計,因保冷材料覆蓋在內罐吊頂之上,無需承受設備和蒸發氣體的壓力(僅承受保溫材料自身的重量),保冷材料應具有導熱系數低、密度小的特點。低溫氣儲罐內罐頂上部為玻璃棉,保冷厚度為500mm,分5層鋪設安裝,較上面一層玻璃棉外側帶鋁箔,以防止膨脹珍珠巖或其他雜質通過縫隙進入內罐。
內外壁夾層選擇膨脹珍珠巖為保冷材料,側壁保冷因采用膨脹珍珠巖。充注低溫液體的儲罐降溫后,內罐收縮會使得儲罐側壁上部及邊緣區域填充的膨脹珍珠巖不足,而低溫儲罐在預冷后無法二次充填膨脹珍珠巖。為防止濕空氣進入,采用在儲罐內罐的外壁增加一層彈性保溫玻璃纖維氈的方法,可避免珍珠巖的二次填充,并減小珍珠巖對內罐壁的壓力。
液化氣儲罐底部保冷材料和保冷結構設計,不但要將儲罐的冷損降至較小,而且保冷材料抗壓強度還要能承受內罐、低溫液體的總重量和氣相壓力。在20000m3低溫儲罐設計和建造中,根據儲罐底部各個部位承受的壓力不同及較大限度降低冷損失率的原則,將底部隔熱保溫結構分成承壓圈和中心環兩部分,并采用不同的保冷材料。承壓圈是承受內罐重量的主要構件,對其強度要求相對較高,因此采用混凝土與玻璃磚的復合結構作為承壓圈保冷材料。對于底部中心部分,單獨使用玻璃磚即可滿足其強度及保冷的設計要求。