2025年lng储存罐考试试题及答案

2025年lng储存罐考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.LNG（液化天然气）的主要成分是（）。A.乙烷（C₂H₆）B.甲烷（CH₄）C.丙烷（C₃H₈）D.丁烷（C₄H₁₀）2.LNG常压下的储存温度约为（）。A.196℃B.162℃C.100℃D.50℃3.以下不属于LNG全容罐结构组成的是（）。A.内罐（9Ni钢）B.外罐（预应力混凝土）C.保冷层（珍珠岩或泡沫玻璃）D.奥氏体不锈钢内罐4.LNG储存罐设计中，防止内罐泄漏后LNG接触外罐的关键措施是（）。A.设置次级containment系统B.提高内罐材料强度C.增加外罐壁厚D.优化罐顶结构5.9Ni钢（06Ni9DR）作为LNG内罐主材的主要原因是（）。A.高温强度高B.低温韧性优异C.耐腐蚀性强D.成本低6.LNG储存罐的蒸发气（BOG）主要产生于（）。A.储罐充装过程B.环境热量导入C.罐内压力波动D.内罐材料放气7.依据GB50156《汽车加油加气加氢站技术标准》，LNG储罐的设计压力通常为（）。A.0.1~0.3MPaB.0.3~0.8MPaC.1.0~1.6MPaD.2.0~3.0MPa8.以下关于LNG储罐保冷层的说法，错误的是（）。A.保冷材料需具备低导热系数B.泡沫玻璃可用于罐底保冷C.珍珠岩粉适用于罐壁环形空间填充D.保冷层厚度与环境温度无关9.LNG储罐的紧急切断阀通常安装在（）。A.罐顶气相管道B.罐底液相管道C.罐壁人孔处D.外罐通风口10.储罐内LNG的密度随温度升高而（）。A.增大B.减小C.不变D.先增后减11.以下不属于LNG储罐安全监测参数的是（）。A.内罐壁温B.外罐混凝土应力C.罐区氧气浓度D.保冷层湿度12.依据GB/T26978《液化天然气（LNG）罐式集装箱》，罐式集装箱的定期检验周期为（）。A.1年B.3年C.5年D.10年13.LNG储罐置换过程中，常用的惰性气体是（）。A.氧气（O₂）B.氮气（N₂）C.二氧化碳（CO₂）D.氢气（H₂）14.储罐内LNG分层可能导致的风险是（）。A.罐内压力骤降B.快速相变（RPT）C.材料低温脆断D.保冷层失效15.以下关于LNG储罐火灾特点的描述，错误的是（）。A.火焰温度高（约2000℃）B.燃烧速度快C.可能引发BLEVE（沸腾液体扩展蒸气爆炸）D.燃烧产物主要为CO₂和H₂O二、多项选择题（每题3分，共30分，每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.LNG全容罐的“全容”特性体现在（）。A.内罐泄漏时外罐可完全容纳LNGB.外罐具备独立的承压能力C.内罐和外罐均为金属材质D.外罐可承受LNG低温冲击2.9Ni钢焊接时需控制的关键参数包括（）。A.预热温度（≥100℃）B.层间温度（≤150℃）C.焊接线能量（≤40kJ/cm）D.焊后无需热处理3.LNG储罐BOG处理系统的常见工艺包括（）。A.直接排放至大气B.压缩后外输至管网C.再液化回注储罐D.作为站内燃料使用4.储罐基础设计需考虑的因素有（）。A.低温对基础材料的影响（如冻胀）B.储罐静载荷与动载荷（地震、风载）C.地下水渗透防护D.基础材料的导热系数（避免冷量损失）5.以下属于LNG储罐泄漏检测手段的是（）。A.内罐与外罐间的气体检测（CH₄浓度监测）B.外罐外壁温度监测（低温区域定位）C.储罐称重系统（质量变化分析）D.肉眼观察外罐表面结霜6.依据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG21），LNG储罐的定期检验内容包括（）。A.内罐表面无损检测（UT/MT）B.外罐混凝土结构裂缝检测C.安全附件（安全阀、压力表）校验D.保冷层厚度测量7.LNG储罐初次充装前的预冷操作目的是（）。A.检验储罐的低温适应性B.排除罐内水分和杂质C.减少充装时的温差应力D.测试BOG处理系统能力8.储罐内LNG翻滚（RollOver）的触发条件包括（）。A.储罐内存在密度不同的两层LNGB.长时间静置导致层间传质C.突然充装新批次LNG（密度差异大）D.储罐压力快速升高9.以下关于LNG储罐安全阀的说法，正确的是（）。A.安全阀设定压力应高于设计压力B.需设置双安全阀并联（一用一备）C.排放口应引至安全区域（高出地面4m以上）D.安全阀前后需设置切断阀（正常运行时开启）10.LNG储罐事故应急措施包括（）。A.立即关闭相关阀门切断泄漏源B.用大量水稀释蒸气云（仅限地面泄漏）C.启动泡沫灭火系统覆盖泄漏区域D.组织人员向逆风方向疏散三、填空题（每空2分，共20分）1.LNG的体积约为同质量气态天然气的______分之一（标准状况下）。2.全容罐外罐通常采用______材料（填“金属”或“混凝土”）。3.9Ni钢中的“9”表示______（填元素及含量）。4.LNG储罐的蒸发率（日蒸发率）一般要求不超过______%（体积比）。5.储罐保冷层的导热系数应≤______W/(m·K)（常温下）。6.依据GB51142《液化天然气接收站设计规范》，LNG储罐之间的防火间距不应小于______m（单罐容积≤10万m³时）。7.储罐内罐与外罐之间的环形空间通常填充______（一种保冷材料）。8.LNG储罐的最高工作压力（MAWP）应______（填“大于”“等于”或“小于”）设计压力。9.储罐置换过程中，当罐内氧气浓度低于______%（体积比）时，可视为惰性环境。10.快速相变（RPT）的本质是______（填“物理”或“化学”）过程。四、简答题（每题6分，共30分）1.简述LNG双金属温度计的工作原理及其在储罐监测中的应用。2.说明LNG储罐“日蒸发率”的定义及影响因素。3.对比全容罐与单容罐的结构差异及安全性能优势。4.简述LNG储罐初次充装的操作流程（关键步骤）。5.分析9Ni钢在196℃下仍能保持良好韧性的原因（从材料微观结构角度）。五、计算题（每题10分，共30分）1.某16万m³LNG全容罐，内罐直径80m，高度50m，设计日蒸发率为0.08%（体积比）。已知LNG密度为450kg/m³，气化率为1400m³（标况）/t，计算该罐每日产生的BOG量（标况下，单位：Nm³）。2.某LNG储罐保冷层采用泡沫玻璃，厚度为300mm，导热系数λ=0.045W/(m·K)。环境温度25℃，罐内LNG温度162℃，保冷层外表面传热系数h=10W/(m²·K)。计算单位面积的冷损失功率（W/m²）。（提示：稳态导热公式：Q/A=(T₁T₂)/(δ/λ+1/h)）3.某LNG罐式集装箱内罐容积为50m³，充装系数0.9，初始温度162℃，压力0.3MPa（表压）。因环境吸热，罐内温度升至158℃，假设LNG体积膨胀系数为0.0025/℃（近似值），忽略外罐变形，计算此时罐内压力（MPa，表压）。（提示：理想气体状态方程近似适用，初始气相空间体积=总容积×(1充装系数)）六、综合分析题（每题15分，共30分）1.某LNG接收站16万m³全容罐在日常巡检中发现：①内罐与外罐间环形空间CH₄浓度由0.1%升至2%；②外罐外壁局部温度由20℃降至5℃。请分析可能的故障原因，并提出处理措施。2.某LNG储罐因操作失误，将密度为460kg/m³的LNG（温度160℃）直接充装至罐内原有密度为450kg/m³（温度162℃）的LNG上方。假设储罐静置24小时后，两层LNG因传质混合，可能引发何种事故？请描述事故机理及预防措施。参考答案一、单项选择题1.B2.B3.D4.A5.B6.B7.B8.D9.B10.B11.C12.B13.B14.B15.C二、多项选择题1.ABD2.ABC3.BCD4.ABC5.ABCD6.ABCD7.AC8.ABC9.BCD10.ACD三、填空题1.6002.混凝土3.镍含量约9%4.0.155.0.066.207.珍珠岩粉8.小于9.210.物理四、简答题1.工作原理：双金属温度计由两种线膨胀系数不同的金属片（如铜和钢）叠焊成螺旋形，温度变化时因膨胀差异产生形变，带动指针转动指示温度。应用：用于监测LNG储罐内罐壁温、气相空间温度及保冷层界面温度，防止局部过冷或热渗透导致的材料失效。2.定义：日蒸发率指储罐在24小时内，因环境热渗透导致LNG蒸发的体积占储罐有效容积的百分比。影响因素：保冷层导热系数与厚度、环境温度与风速、储罐表面积/容积比（尺寸效应）、充装率（气相空间大小）。3.结构差异：全容罐由金属内罐+预应力混凝土外罐组成，外罐可独立承压并容纳泄漏LNG；单容罐仅有金属内罐，外罐为非承压防护墙。安全优势：全容罐外罐可防止LNG泄漏至罐区，避免池火或蒸气云爆炸；外罐对外部火灾（如相邻罐事故）的防护能力更强。4.关键步骤：①氮气置换（O₂≤2%）；②预冷（用低温氮气或小流量LNG逐步降温，速率≤10℃/h）；③初始充装（控制流量≤设计流量的30%，监测内罐应力与温度梯度）；④充装至设计液位（实时监测BOG量，调整压缩机负荷）；⑤充装后稳定（静置2小时，确认无异常泄漏或压力波动）。5.原因：9Ni钢为马氏体奥氏体双相组织，低温下奥氏体相（面心立方结构）可通过孪晶变形吸收能量，抑制裂纹扩展；镍元素提高了钢的低温韧性（降低韧脆转变温度至196℃以下），且碳含量低（≤0.06%）减少了脆性碳化物析出。五、计算题1.解：有效容积=160000m³×充装率（假设为0.95）≈152000m³（注：题目未明确充装率，默认满容计算）。日蒸发体积=160000m³×0.08%=128m³（LNG液态）。BOG量=128m³×450kg/m³×1400m³/t=128×450×1.4=80640Nm³。2.解：T₁=25℃，T₂=162℃，δ=0.3m，λ=0.045W/(m·K)，h=10W/(m²·K)。热阻R=δ/λ+1/h=0.3/0.045+1/10≈6.6667+0.1=6.7667(m²·K)/W。Q/A=(25(162))/6.7667≈187/6.7667≈27.64W/m²。3.解：初始液相体积V₁=50×0.9=45m³，气相体积V_g1=5045=5m³。温度变化ΔT=(158)(162)=4℃，液相膨胀体积ΔV=45×0.0025×4=0.45m³。新液相体积V₂=45+0.45=45.45m³，新气相体积V_g2=5045.45=4.55m³。假设气相为理想气体，初始压力P₁=0.3+0.1=0.4MPa（绝压），初始温度T₁=273162=111K，新温度T₂=273158=115K。根据PV=nRT，n不变则P₁V_g1/T₁=P₂V_g2/T₂→P₂=P₁×V_g1×T₂/(V_g2×T₁)=0.4×5×115/(4.55×111)≈0.4×575/505.05≈0.4×1.138≈0.455MPa（绝压）。表压=0.4550.1=0.355MPa≈0.36MPa。六、综合分析题1.故障原因：①环形空间CH₄浓度升高，可能是内罐焊缝或接管处泄漏（LNG蒸发为CH₄进入环形空间）；②外罐外壁局部低温，说明泄漏的LNG已渗透至外罐内壁，导致外罐局部冷量传递。处理措施：①立即停止储罐进出液操作，关闭相关阀门；②启动BOG压缩机降低罐内压力，减少泄漏量；③使用红外热像仪定位外罐低温区域，确认泄漏点；④若泄漏量小，可通过补焊修复（需置换环形空间气体至安全浓度）；⑤若泄漏严重，需倒罐至备用储罐，排空后对内罐进行全面检测（UT/MT）。2.可能事故：LNG翻滚（RollOver