液化天然气LNG储运设备的设计李兆慈

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第1页/共46页第一页，共47页。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）常用第2页/共46页第二页，共47页。天然气储运方法比较

第3页/共46页第三页，共47页。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，效益明显第4页/共46页第四页，共47页。LNG工业链

天然气预处理、液化、储存、运输、接收站、再汽化装置第5页/共46页第五页，共47页。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工业链第6页/共46页第六页，共47页。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接收站第7页/共46页第七页，共47页。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储罐第8页/共46页第八页，共47页。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）

第9页/共46页第九页，共47页。按放置形式分类

地上型：地下型：半地下型、地下型、地下坑型

第10页/共46页第十页，共47页。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——半冷半压式第11页/共46页第十一页，共47页。LNG船型球形储罐船薄膜型舱船第12页/共46页第十二页，共47页。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槽车第13页/共46页第十三页，共47页。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罐箱第14页/共46页第十四页，共47页。LNG罐箱20英尺LNG罐箱第15页/共46页第十五页，共47页。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。第16页/共46页第十六页，共47页。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%。第17页/共46页第十七页，共47页。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第18页/共46页第十八页，共47页。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

第19页/共46页第十九页，共47页。100m3LNG储罐实物图第20页/共46页第二十页，共47页。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储罐流程图第21页/共46页第二十一页，共47页。100m3LNG储罐技术特性第22页/共46页第二十二页，共47页。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。第23页/共46页第二十三页，共47页。

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。第24页/共46页第二十四页，共47页。低温储运设备内支承典型结构第25页/共46页第二十五页，共47页。绝热真空粉末绝热：~35m真空纤维绝高真空多层绝热:~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不同绝热类型的有效导热系数第26页/共46页第二十六页，共47页。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，抽空工艺较复杂第27页/共46页第二十七页，共47页。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第28页/共46页第二十八页，共47页。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、结构较复杂第29页/共46页第二十九页，共47页。

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)第30页/共46页第三十页，共47页。40m3LNG半挂式槽车实物图第31页/共46页第三十一页，共47页。第32页/共46页第三十二页，共47页。LNG半挂式槽车储罐结构示意图专利号：ZL00249960.61.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.低温吸气剂第33页/共46页第三十三页，共47页。

半挂式40m3LNG槽车主要技术参数第34页/共46页第三十四页，共47页。第35页/共46页第三十五页，共47页。

LNG槽车的发展方向大型化列车化高速化第36页/共46页第三十六页，共47页。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第37页/共46页第三十七页，共47页。卧式容器中低温液体流动过程示意图

第38页/共46页第三十八页，共47页。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第39页/共46页第三十九页，共47页。计算模型（修正模型）

第40页/共46页第四十页，共47页。

可视化程序编制第41页/共46页第四十一页，共47页。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储运设备的研制外，并应重点进行以下几方面的研究工作。第42页/共46页第四十二页，共47页。

LNG储存非稳定性的研究

LNG的迁移性（密度、导热系数、粘性等）分层涡旋计算机模拟与试验工作第43页/共46页第四十三页，共47页。

新型绝热结构与绝热材料的研究新型支承结构的研究

LNG用配套阀门、仪表的研发第44页/共46页第四十四页，共47页。谢谢！第45页/共46页第四十五页，共47页。感谢您的观看！第46页/共46页第四十六页，共47页。内容总结主