液化天然气LNG储运设备的设计方案

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、再汽化装置天然气液化调峰型液化站基本负荷型液化工厂‘LNG储存管网用户LNG汽车LNG储存LNG船接收站LNG储存汽化站LNG加注站管网用户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（槽槽）的形状状分类球形罐：中小容量，，少量大型型储槽，如如林德公司司40000m3和日本NKK公司5000m3圆柱形罐（（槽）：各种容量（（包括子母母罐）按放置形式式分类地上型：地下型：半地下型、、地下型、、地下坑型型2.2LNG运输输设备LNG槽船船——海上上运输工具具LNG船贮存方式常温压力式式——全压压式低温常压式式——全冷冷式低温压力式式——半冷冷半压式LNG船型型球形储罐船船薄膜型舱船船LNG槽车车规格：30、35、40、、45m3绝热方式：：真空纤维、、真空粉末末、高真空空多层半挂式40m3LNG槽车车结构基本与与槽车储槽槽相似灵活性目前国内已已开发出20英尺、、40英尺尺罐箱LNG罐箱箱LNG罐箱箱20英尺LNG罐箱箱LNG管道道输送大量的天然然气输送，，采用液体体输送比气气体输送更更为经济，，输送量可可提高3.5~3.7倍，并并能节约投投资2~4倍。一般般采用单相相流动的稳稳定输送，，为了保证证这一点，，可以采用用提高输送送压力的方方法，或使使液体过冷冷，以及提提高管道的的保温性能能等措施。。LNG管道道输送方式式：汽化器：加压法泵送法：LNG泵冷态输送法法：节约了中间间加压站，，降低了管管道保温要求求，终点是是低温气体体，输送费用比液态态输送高1/3，比比气体输送送低60%。。LNG输送送管道：普通管道低温绝热管道道堆积绝热真空绝热动态真空静态真空3、立式LNG储罐的设设计容量：100m3绝热方式：真空粉末绝热热LNG理论日日蒸发率：<0.27%内筒、管道：：0Cr18Ni9外筒：20R100m3LNG储罐实实物图LIAPIPGLGHL23456789101112131415171816上进液下进液排液去气罐增压器去放空系统去回温器来自气储罐增压器11-外壳防爆装置2-抽真空阀3-真空计阀4-金属真空规5-低温截止阀7、8、9-低温截止阀10-自动调节阀11-低温截止阀12-低温角式截止阀13-安全阀14、15、16、17、18-低温角式截止阀100m3LNG储罐流程图100m3LNG储罐技技术特性4、LNG槽槽车的设计LNG槽车运运载状态一般般是常压，温温度约为112K的低温温。LNG又又是易燃、易易爆的介质，，运输中的安安全可靠是至至关重要的。。技术关键：支承：冲击、振动及及冷补偿支承构件常常选用热导率率低而强度高高的材料如玻玻璃钢、不锈锈钢等受拉伸的构件件两固定端应留有一定的的活动余隙，，否则由于内内胆的冷收缩缩拉杆受力太太大，会在两两固定端产生生很大应力。。低温储运设备备内支承典型型结构绝热真空粉末绝热热：~35m真空纤维绝高真空多层绝绝热:~45m3多层绝热阻光粉末纤维粉末纤维泡沫、粉末、纤维真空非真空10-510-410-310-210-11不同绝热类型型的有效导热热系数真空粉末（或或纤维）绝热热优点：不需要太高的的真空度，易于对形状复复杂的表面绝绝热缺点：震动负荷和反反复热循环后后易沉降压实实多层绝热优点：绝热性能优裕裕，重量轻，，与粉末绝热热比相对预冷损失失小，稳定性性好缺点：难以对复杂形形状绝热，抽抽成高真空不易，，抽空工艺较较复杂安全技术流程与结构内胆安全阀内胆防爆膜装装置绝热夹套防爆爆膜装置紧急切断阀阻火器流程设计液体输送压力输送：转注时间长长，罐体设计计压力高泵送液体：转注流量大、、时间短泵后压力高，，适应各种压压力储槽泵前压力要求求低罐体设计压力力低整车造价高、、结构较复杂杂实例：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：1633524803886(长宽高)40m3LNG半挂式式槽车实物图图LNG半挂式式槽车储罐结结构示意图专利号：ZL00249960.61.外壳2.绝热层3.内胆4.径向支支承5.常常温吸气剂6.轴向支支承7.低低温吸气剂半挂式40m3LNG槽车主主要技术参数数LNG槽车的的发展方向大型化列车化高速化5、LNG无无损储存的研研究无损储存时间间的影响因素素漏热量（日蒸蒸发率）充满率环境温度容器使用压力力温度分层低温容器内压压力的升高是是无损储存破破坏的直接因因素卧式容器中低低温液体流动动过程示意图图模型饱和均质模型型均相表面蒸发发模型热分层模型俄罗斯模型俄罗斯模型的的修正模型计算模型（修修正模型）可视化程序编编制6、需进一步步研究的问题题我国LNG应应用开发较迟迟，虽然目前前开发的几种种贮运设备很很快达到国际际同类水平，，但从整个国国家利用天然然气资源、提提高经济性来来看，还与国国际上存在差差距。因此，，在LNG储储运设备的研研究中，注重重各种类型的的LNG储运运设备的研制制