LNG天然氣液化儲存系統同LNG儲罐的內罐設計

　　[一]、氣液化及儲存系統

　　1、液化及混合冷劑循環系統

　　在混合冷劑循環技術的支持下，可滿足氣的液化要求，該技術應用中可在混合冷劑的作用下，滿足氣液化過程中的工藝優化要求，使得其工藝裝置有著良好的實踐應用效果。

　　通過對氣工藝要求的考慮，可在預處理系統的支持下，對水、二氧化碳等進行針對性處理，它們能夠達標，進而在液化區中對氣進行進一步處理。此時，板翅式換熱器、氣液分離器配合作用下可形成液化區，箱體中填充珠光砂用來隔絕外界空氣，保持冷量不流失。

　　氣先在預冷換熱器中預冷，將溫度冷卻至-50℃，并在重烴分離器中除去可能存在的重烴組分，然后進入液化換熱器中液化，將溫度冷卻至-120℃，然后經過過冷換熱器過冷到-159℃。液化的冷量由多組分混合冷劑的循環量提供，混合冷劑由氮氣、甲烷、乙烯、丙烷和異戊烷組成。

　　入口分離器會對混合冷劑進行處理，進而在壓縮機、水冷卻器的作用下，使得進而到二級分離器中的氣體和液體可達到分離的目的，且其產生的氣體需要進一步壓縮。液相由增壓泵送至循環壓縮機二級出口冷卻器，與二級出口氣相混合后，經水冷卻器冷卻后進入二級出口分離器。此時，在預冷器的預冷作用下，能夠對泵流進行處理，滿足氣對冷量的實際需求。同時，通過對預冷換熱器實際作用的發揮，可對來源于二級出口分離器的氣相進行冷卻處理，并通過對高壓分離器的配合使用，能夠達到對分離器中流出液體冷卻處理的目的，從而為氣液化階段提供冷量，同時，液化段中氣體的冷凝，需要在該工序實施后進一步進行過冷處理，氣能夠所需的冷量。

　　膨脹后的循環氣流，在冷箱板翅式換熱器的預冷段、液化段和過冷段共用返流流道中復熱后出冷箱，再進入壓縮機入口分離器循環壓縮。

　　2、LNG儲存系統及裝車系統

　　LNG自液化裝置進入LNG低溫儲罐，進液可以通過儲罐上部，也可通過儲罐下部注入，或采用同時進液的方式。進液的方式根據儲罐內的液體密度和溫度條件而定，進罐LNG和儲罐內的LNG能夠充分混合，避免儲罐內液相產生分層，防止“翻滾”現象的發生，保持低溫儲罐運行的穩定性和性。

　　LNG儲罐外置兩臺離心泵，泵出口設置回流管線，可將罐內的LNG經裝車泵重新注入儲罐內，起到循環、混合儲罐內LNG的作用，減小LNG分層現象的發生。裝車時經LNG泵輸送至槽車，氣相返流管線既可與儲罐內氣相空間相連，也可經汽化器后進入BOG壓縮機，以平衡裝車時槽車內的壓力，提高裝車速度和液相充滿率。

　　[二]、氣儲罐的內罐設計

　　液化氣儲罐內罐設計應用的標準為API620附錄Q。內罐是整臺低溫儲罐的核心，也是設計的。

　　一、靜力設計

　　液化氣儲罐內罐筒體的高度應考慮滿足儲罐的設計容積(設計液位)，同時應當考慮由于泵吸入口高度造成一部分液態LNG存留于內罐中所占據的高度，以及針對地震造成液面晃動預留出的頂部自由空間。

　　不銹鋼內罐壁板設計的厚度應滿足下列要求：

　　(1)相當于液態LNG設計液位的液柱壓力；

　　(2)相當于液態LNG設計液位的液柱壓力1.25倍的水壓試驗壓力。

　　由于內罐為開口結構，內罐兩側所受到的氣相壓力大小相等，因此在內罐壁厚的計算中無需考慮蒸發氣體壓力。

　　二、筒體壓縮

　　筒體底部的較大縱向壓縮力可以根據API620附錄L5.2計算，結果需滿足API620附錄L5.3筒體較大縱向壓應力要求。

　　三、設計

　　氣儲罐內罐設計采取預埋錨固帶，以抵抗由于地震產生的傾覆力矩。應在水壓試驗過程中進行內罐錨固帶與內罐壁板的焊接，而在氣壓試驗過程中完成外罐錨固帶與外罐壁板的焊接工作。

　　四、抗傾覆計算

　　儲罐可以由罐體重量和儲存液體的重量來確定殼體底部的抗傾覆力矩，通過比較計算結果是否滿足API620附錄L4.1及L4.2來判斷儲罐是否需要采用錨固帶解決。對于非錨固帶設計的儲罐，可以利用殼體下提升基礎底板寬度的這部分介質來抗傾覆。

　　五、液體晃動值計算

　　由地震造成液體晃動的高度值可以由API620附錄L8計算得出，將該計算結果加上較小為1英尺的數值作為內罐高度的預留液體晃動高度值。

　　六、吊頂設計

　　吊頂設計應考慮吊頂自身重量以及覆蓋在吊頂上的保冷材料、接管套筒、壓力平衡孔的重量和施工中的臨時載荷。由于儲罐在常溫狀態下安裝，因此吊頂上接管開孔與接管應當偏心布置，以補償由于溫度變化造成的吊頂甲板收縮量，否則可能會由于甲板收縮與接管產生碰撞，造成吊頂甲板或接管變形。

　　七、接管設計

　　接管的設計除了要滿足工藝要求外，還應考慮到在儲罐氣體置換及預冷過程中需要配置的一些臨時接管。