《液化天然气(LNG)储运设备的设计》(李兆慈).ppt

液化天然气 LNG 储运设备的设计 李兆慈石油大学 北京 主要内容一 前言二 LNG储运设备简介三 立式LNG储罐的设计四 LNG槽车的设计五 无损储存的研究六 需进一步研究的问题 1 前言 天然气储运方式 气态压力储运 CNG 液化储运 LNG 吸附储运 水合物储运 NGH 常用 天然气储运方法比较 LNG储运的优点 节约风险性管线建设费用使远洋LNG贸易成为可能LNG的清洁度高调峰冷量利用 效益明显 LNG工业链 天然气预处理 液化 储存 运输 接收站 再汽化装置 LNG工业链 2 LNG储运设备简介 2 1LNG储罐 槽 按容量分类小型储罐 5 50m3 常用于民用燃气汽化站 LNG加注站中型储罐 50 100m3 卫星式液化站 工业燃气站大型储罐 100 1000m3 小型LNG生产装置大型储槽 10000 40000m3 基本或调峰型液化装置特大型储槽 40000 200000m3 LNG接收站 按绝热结构分类真空粉末绝热 小型LNG储罐正压堆积绝热 大中型LNG储罐与储槽高真空多层绝热 小型LNG储罐 按储罐 槽 的形状分类球形罐 中小容量 少量大型储槽 如林德公司40000m3和日本NKK公司5000m3圆柱形罐 槽 各种容量 包括子母罐 按放置形式分类地上型 地下型 半地下型 地下型 地下坑型 2 2LNG运输设备 LNG槽船 海上运输工具 LNG船贮存方式 常温压力式 全压式低温常压式 全冷式低温压力式 半冷半压式 LNG船型 球形储罐船 薄膜型舱船 LNG槽车 规格 30 35 40 45m3绝热方式 真空纤维 真空粉末 高真空多层 半挂式40m3LNG槽车 结构基本与槽车储槽相似灵活性目前国内已开发出20英尺 40英尺罐箱 LNG罐箱 LNG罐箱 20英尺LNG罐箱 LNG管道输送 大量的天然气输送 采用液体输送比气体输送更为经济 输送量可提高3 5 3 7倍 并能节约投资2 4倍 一般采用单相流动的稳定输送 为了保证这一点 可以采用提高输送压力的方法 或使液体过冷 以及提高管道的保温性能等措施 LNG管道输送方式 汽化器 加压法泵送法 LNG泵冷态输送法 节约了中间加压站 降低了管道保温要求 终点是低温气体 输送费用比液态输送高1 3 比气体输送低60 LNG输送管道 普通管道低温绝热管道 堆积绝热 真空绝热 动态真空 静态真空 3 立式LNG储罐的设计 容量 100m3绝热方式 真空粉末绝热LNG理论日蒸发率 0 27 内筒 管道 0Cr18Ni9外筒 20R 100m3LNG储罐实物图 100m3LNG储罐流程图 100m3LNG储罐技术特性 4 LNG槽车的设计 LNG槽车运载状态一般是常压 温度约为112K的低温 LNG又是易燃 易爆的介质 运输中的安全可靠是至关重要的 技术关键 支承 冲击 振动及冷补偿 支承构件常选用热导率低而强度高的材料如玻璃钢 不锈钢等 受拉伸的构件两固定端应留有一定的活动余隙 否则由于内胆的冷收缩拉杆受力太大 会在两固定端产生很大应力 低温储运设备内支承典型结构 绝热 真空粉末绝热 35m真空纤维绝高真空多层绝热 45m3 不同绝热类型的有效导热系数 真空粉末 或纤维 绝热 优点 不需要太高的真空度 易于对形状复杂的表面绝热 缺点 震动负荷和反复热循环后易沉降压实 多层绝热 优点 绝热性能优裕 重量轻 与粉末绝热比相对预冷损失小 稳定性好 缺点 难以对复杂形状绝热 抽成高真空不易 抽空工艺较复杂 安全技术流程与结构 内胆安全阀内胆防爆膜装置绝热夹套防爆膜装置紧急切断阀阻火器 流程设计 液体输送 压力输送 转注时间长 罐体设计压力高泵送液体 转注流量大 时间短泵后压力高 适应各种压力储槽泵前压力要求低罐体设计压力低整车造价高 结构较复杂 实例 产品名称 半挂式40m3LNG槽车公称容积 40m3有效容积 36m3 充装系数 0 90 工作压力 0 8MPa外形尺寸 16335 2480 3886 长 宽 高 40m3LNG半挂式槽车实物图 LNG半挂式槽车储罐结构示意图专利号 ZL00249960 6 1 外壳2 绝热层3 内胆4 径向支承5 常温吸气剂6 轴向支承7 低温吸气剂 半挂式40m3LNG槽车主要技术参数 LNG槽车的发展方向 大型化列车化高速化 5 LNG无损储存的研究 无损储存时间的影响因素漏热量 日蒸发率 充满率环境温度容器使用压力温度分层 低温容器内压力的升高是无损储存破坏的直接因素 卧式容器中低温液体流动过程示意图 模型饱和均质模型均相表面蒸发模型热分层模型俄罗斯模型俄罗斯模型的修正模型 计算模型 修正模型 可视化程序编制 6 需进一步研究的问题 我国LNG应用开发较迟 虽然目前开发的几种贮运设备很快达到国际同类水平 但从整个国家利用天然气资源 提高经济性来看 还与国际上存在差距 因此 在LNG储运设备的研究中 注重各种类型的LNG储运设备的研制