LNG低温储罐绝热性能

lng保温方案
液化天然气（LNG）的保温方案是为了在LNG运输和储存过程中降低液体天然气的温度损失，保持其在低温下的液态状态。

以下是常见的LNG 保温方案：
1.绝热容器和储罐设计：LNG储罐和运输容器通常采用绝热设计，使用高效的绝热材
料来减少热量的传导、对流和辐射损失。

常用的绝热材料包括聚苯乙烯泡沫（EPS）、聚氨酯泡沫（PUR）、蒸汽屏障等。

2.多层隔热设计：LNG储罐或容器通常采用多层隔热设计，包括内层容器、绝热层和
外层防护，以最大限度地降低热传导。

3.真空绝热层：在某些设计中，可以采用真空绝热层来减少热量传输，通过在绝热材
料间建立真空层来提高绝热性能。

4.保温材料的选择：选择具有优异绝热性能的材料是关键。

这些材料应具有良好的绝
热特性，抗渗透性和耐腐蚀性能，能够在极低温下保持性能稳定。

5.冷却系统的优化：在LNG储罐和运输容器中，通过冷却系统来保持液体天然气在
低温状态。

这些系统可能包括液氮或液态甲烷的再循环往复制冷系统，以补充储罐或容器内液体天然气的损失。

6.保温屏障和外保护层：除了绝热层外，有时候在外部还会增加一层保温屏障和防护
层，用以防止外部环境因素对绝热层的损害，如风雨、紫外线和机械损伤。

7.定期维护和检查：为了确保保温系统的有效性，定期进行维护和检查是必要的。

这
包括检查绝热层的完整性、绝热材料的性能和冷却系统的运行状况等。

以上是一些常见的LNG 保温方案，这些方案有助于减少液化天然气在运输和储存过程中的温度损失，确保其保持在液态状态以便有效地运输和使用。

LNG储罐基本设计参数LNG（液化天然气）储罐是用于存储液化天然气的大型容器，它是气体工业中的重要设备之一、LNG储罐的基本设计参数包括容量、压力、温度、材质、结构等。

1.容量：LNG储罐的容量是根据需求来确定的，通常以千立方米（m³）或万立方米（10^4m³）为单位。

储罐的容量不仅受到项目规模、天然气需求量以及供应链的要求等因素的影响，还需要根据预计的维持时间来确定。

一般来说，大型LNG储罐的容量可以达到10万立方米以上。

2.压力：LNG储罐通常以低温低压状态下工作，压力一般在0.13至0.26兆帕（MPa）之间。

根据储罐内的LNG液面高度，可以通过气体体积的比例关系，推算出所需的工作压力。

储罐的压力必须在安全范围内，以保证系统的正常运行。

3.温度：由于LNG是通过降低温度至-160°C以下而液化的，因此LNG储罐必须能够保持低温环境。

储罐的设计必须考虑有效的绝热措施，以减少热量传递和热损失。

通常，储罐的外表面会有一层防护层，如聚氨酯泡沫或玻璃棉，来提供保温效果。

4.材质：由于LNG的低温特性，储罐的材质必须能够耐受极低温的环境。

常用的材质包括碳钢、不锈钢、铝合金等。

碳钢通常用于内部容器，而不锈钢或铝合金多用于外部防护层。

此外，材质的选择还要根据设计寿命、可靠性和成本等因素进行考虑。

5.结构：LNG储罐的结构主要包括内罐和外罐。

内罐是LNG液体的主要容器，具有密封性能和耐低温特性，一般由钢制成。

外罐是用于保护内罐和提供绝热作用的层，通常由混凝土或钢结构建造。

储罐的结构设计必须具备足够的强度和稳定性，以抵抗外部压力和温度变化。

6.安全性：综上所述，LNG储罐的基本设计参数包括容量、压力、温度、材质、结构等。

这些参数的确定需要考虑到项目需求、安全性要求和环境要素等因素，以确保储罐的正常运行和可靠性。

1、LNG低温储罐结构LNG低温储罐一般分为立式储罐和卧式储罐，其原理结构基本一致，现我以卧式储罐为例给大家讲解下其结构以及使用常识。

低温储罐为双层结构，内胆储存低温液体，承受介质的压力和低温，内胆的材料采用耐低温奥氏体不锈钢板材（0Cr18Ni9）；外壳为内胆的保护层，与内胆之间保持一定间距，形成绝热空间，承受内胆和介质的重力负载以及绝热层的真空负压。

外壳不接触低温，采用容器钢制作。

绝热层大多填充珠光砂，抽高真空。

低温储罐蒸发量一般不高于百分之零点二。

内容器在气相管路上设计有安全阀在超压时起到保护储罐的作用。

在超压情况下，安全阀打开，其作用是放散由绝热层和支撑正常的漏热损失导致的压力上升或真空遭破坏后以及在失火条件下的加速漏热导致的压力上升。

外壳在超压条件下的保护是通过爆破装置来实现的。

如果内胆发生泄漏（导致夹套压力超高），爆破装置将打开泄压。

万一爆破装置发生泄漏将导致真空破坏，这时可以发现储罐外壳出现“发汗”和结霜现象。

当然，在与罐体连接的管道末端出现的结霜或凝水现象是正常的。

另外储罐所有的管阀件都设置在储罐的一端。

LNG低温储罐管路一般有：上进液管路（上进液管路在储罐内部并不是一根单一的管口而是像淋浴一样的花洒分布，这样设计有助于卸车时及时将储罐内部产生的B O G 液化使储罐压力降低以及保证储罐内部均匀预冷）、下进液管路、出液管路、气相管路（气相管路又分为B O G管路和E A G放空管路）、溢流口管路、上液位管（连接储罐液位计H端以及储罐压力表入口端）、下液位管（连接储罐液位计L端）。

2、储罐增压原理1、储罐增压：低温储罐的出液以储罐的静压差以及气相压力为动力。

在储罐液位下降速度较快的时候，储罐内部气相空间增压，导致储罐内部压力下降。

因此此时需向储罐内部补充气体，以维持储罐内部压力不变，才能满足其工艺需求。

储罐增压所需设备有：储罐增压器（空温式汽化器）、管路、阀门（阀门可安装紧急切断阀通过PLC程序控制自动开关也可安装降压调节阀待储罐压力低于设定值时自动打开，高于设定值时自动关闭）。

大型LNG储罐底部泡沫玻璃绝热层保冷性能罗义英;周湘江;梁玉华;赵鹏;王铁钢【摘要】Relationship between the layer thickness of a foam glass cold insulation and cold loss, evaporation capacity, evaporation rate of the tank bottom were obtained by comparing the theoretical analysis and engineering examples calculation. The result shows that the cold insulation layer thickness exhibit hyperbolic function relationship with the cold loss, evaporation capacity and evaporation rate in a certain range. Cold performance of foam glass cold insulation decreases rapidly with the layer thickness at first but tends to be stable. Calculation result shows that the cold insulation thickness widely used in actual project is always too thicker. For an instance, if the cold insulation thickness is reduced by 53. 3% , the cold loss reduces only 7.99% of the maximum design cold loss, which is only 3.82% larger than the actual value. Meanwhile, the daily evaporation rate is 0. 05% , which is only 0. 02% larger than the actual value. For the large LNG tank used in actual project, there is great space in optimizing the bottom insulation thickness.%通过理论分析和工程实例对比计算,得出泡沫玻璃绝热保冷层厚度与储罐底部冷损失、蒸发量、蒸发率关系式和关系曲线,证明在绝热层一定厚度范围内,冷损失、蒸发量、蒸发率均随绝热层厚度呈双曲线关系,降低较快,此后保冷性能趋于稳定.计算表明实际工程中所采用的绝热层普遍偏厚,如实例中绝热层厚度减少53.3％,冷损失仅为最大冷损失的7.58％,仅比实际值增加3.82％；日蒸发率为0.04％,仅比实际值增大0.02％,表明实际工程中大型LNG储罐底部绝热层厚度优化大有空间.【期刊名称】《低温工程》【年(卷),期】2011(000)006【总页数】6页(P32-36,41)【关键词】大型LNG储罐;底部绝热保冷;泡沫玻璃;保冷性能【作者】罗义英;周湘江;梁玉华;赵鹏;王铁钢【作者单位】嘉兴学院建筑节能研究所,浙江嘉兴,314001;嘉兴学院建筑节能研究所,浙江嘉兴,314001;张家港中集圣达因低温装备有限公司,江苏张家港,215632;嘉兴市燃气有限公司,浙江嘉兴,314000;嘉兴市燃气有限公司,浙江嘉兴,314000【正文语种】中文【中图分类】TB661;TE821天然气的液态储存需将天然气在常压下深冷至-162℃才能液化储存，属于常压深冷。

LNG储罐是一种专门用于贮存和供应低温液化气体（如液氮、液氧、液氩、液体二氧化碳等）的夹套式真空粉末绝热压力容器。

在工业生产和日常生活中，已被广泛应用。

本文通过对低温液体危险特性分析，结合低温液体贮槽各种供气模式，简述其基本要求和安全使用要点。

1 低温液体危险特性分析低温液体具有较低沸点，较大膨胀性，较强窒息性和强氧化性等危险特性。

1.1低温液体在101.3KPa压力下的沸点：液氮为-196℃，液氧为-183℃，液氩为-186℃。

当与人体接触时，会对皮肤、眼睛引起严重冻伤。

低温液体少量泄露或管阀内漏时，会吸收周围环境热量，泄漏点会迅速结露凝霜，严重时会结冰。

1.2 低温液体接受周围环境高热或大量泄露吸收周围能量，其体积会因迅速气化而膨胀。

在0℃和101.3KPa压力下，1L低温液体气化后的气体体积：氮为674L，氧为800L，氩为780L。

在密闭容器或管道内，因低温液体气化而致内压升高，易引起容器或管道超压爆炸。

1.3 在低温液体贮槽周围环境中，低温液体泄露气化后易形成富气区域。

若氮、氩、二氧化碳浓度较大时，极易引起窒息伤害。

另外，氧浓度较大时，也会发生富氧伤害。

1.4 氧是一种强助燃剂，具有极强氧化性。

液氧与可燃物接近，遇明火极易引起燃烧；与可燃物接触，因震动、撞击等易产生爆震；与可燃物混合，具有潜在爆炸危险。

液氧能粘附于衣服织物，遇点火源易引起闪燃，伤及人身。

2 低温液体贮槽供气模式及基本要求根据使用场合和用户需求不同，低温液体贮槽的供气模式主要有：高压气瓶充装,低温绝热气瓶分装，管网集中供气和低温液体喷淋供液等。

2.1 高压气瓶充装由低温液体贮槽作为供气源，用于高压气瓶充装，适宜于众多分散零星气体用户需求，一般须由专业生产充装单位规范化实施。

根据当前国家行政许可要求，充装单位须持有危险化学品定点生产（储存）批准书、安全生产许可证和气瓶充装许可证，即“一书二证”，方可进行高压气瓶充装。

在低温液体贮槽液体出口，配置低温液体泵和高压气化器，用高压充装系统，将高压气体充装进入专用气瓶内。

低温储罐原理引言低温储罐是一种用于储存液态气体（如液态氮、液态氧等）的设备，其工作原理基于以下几个方面：绝热性能、压力容器设计、液体输送和安全防护。

绝热性能低温储罐的绝热性能是确保液态气体在长时间储存过程中不发生蒸发和损耗的关键因素。

绝热层主要由多层金属材料构成，如不锈钢、铝等。

这些金属材料具有较低的导热系数，可以有效地阻止外界热量传递到内部。

另外，绝热层之间通常填充有低导热系数的材料（如珍珠岩或玻璃纤维），进一步提高绝热性能。

压力容器设计低温储罐需要承受高压力和低温环境下的冷却效应。

因此，压力容器设计必须满足以下要求： 1. 强度要求：由于内部液体的高压力和外部环境的低温效应，低温储罐必须具有足够的强度来承受这些力。

通常采用圆筒形设计，因为圆筒形在承受压力时具有较好的均匀分布特性。

2. 材料选择：常用的材料有不锈钢、铝等。

这些材料具有良好的抗腐蚀性和耐高低温性能。

3. 焊接技术：焊接是制造低温储罐时常用的连接方式。

焊缝必须经过严格检测和测试，以确保其质量和强度。

液体输送液态气体在储存过程中需要输送到储罐内，并保持一定的流动性以方便使用。

液体输送主要包括以下几个方面： 1. 泵站：泵站负责将液态气体从生产设备输送到低温储罐中。

泵站通常由多台泵、阀门和管道组成，能够提供足够的流量和压力来满足需求。

2. 蒸发器：在使用液态气体时，需要将其转化为气态。

蒸发器通过传热作用将液态气体加热至其饱和温度，使其蒸发为气体。

蒸发器通常采用管壳式结构，通过外部热源（如水蒸汽或电热）提供热量。

3. 管道系统：低温储罐与使用点之间需要建立一套完善的管道系统，以便输送气体。

这些管道必须具有良好的绝热性能和耐低温性能，以防止能量损失和结冰。

安全防护低温储罐是一种高压、低温的设备，因此需要采取一系列安全措施来保护人员和设备的安全。

主要包括以下几个方面： 1. 泄漏监测：安装泄漏监测系统以及液位传感器来监测罐内液态气体的泄漏情况和液位变化。

液化天然气的低温特性LNG的低温常压储存是在液化天然气的饱和蒸气压接近常压时的温度进行储存，也即是将LNG作为一种沸腾液体储存在绝热储罐中。

常压下LNG的沸点在」62目左右，因此LNG的储存、运输、利用都是在低温状态下进行的。

低温特性除了表现在对LNG系统的设备、管逍的材料要注意防止低温条件下的脆性断裂和冷收缩对设备和管路引起的危害外，也要解决系统保冷、熬发气处理、泄漏扩散以及低温灼伤等方而的问题。

一、隔热保冷LNG系统的保冷隔热材料应满足导热系数小、密度低、吸湿率和吸水率小、抗冻性强的要求，并在低温下不开裂、耐火性好、无气味、不易霍烂、对人体无害、机械强度髙、经久耐用、价格低廉、方便施工等要求。

二、蒸发特性LNG是作为沸腾液体储存在绝热储罐中。

外界任何传入的热虽:都会引起一左量液体蒸发成为气体，这就是蒸发气(BOG)。

蒸发气的组成与液体组成有关。

标准状况下蒸发气密度是空气的60%。

当LNG压力降至沸点压力以下时，将有一泄量的液体蒸发而成为气体，同时液体温度也随之降到其在该压力下的沸点，这就是LNG的闪蒸。

通过烧类气体的气液平衡讣算，可得到闪蒸气的组成及气量。

当压力在100〜200kPa 范围内时,lm3处于沸点下的LNG每降低lkPa压力时，闪蒸出的气量约为0.4kg°当然,这与LNG的组成有关，以上数据可作估算参考。

由于压力、温度变化引起的LNG蒸发产生的蒸发气的处理是液化天然气储存运输中经常遇到的问题。

三、泄漏特性LNG倾倒在地面上时，起初迅速蒸发，然后当从地而和周国大气中吸收的热疑与LNG蒸发所需的热屋平衡时便降至某一固定的蒸发速度。

该蒸发速度的大小取决于从周国环境吸收热量的多少。

不同表而由实验测得的LNG蒸发速度如表2-4[2]所示。

表2-4LNG蒸发速度kg/(m2-h)材料60s后蒸发速度骨料480湿沙240干沙195190标准混凝土130轻胶体混凝土65LNG泄漏到水中时产生强烈的对流传热，以致在一立的面积内蒸发速度保持不变。

图1 不同容量的LNG储罐甲烷含量与BOG日蒸发率的关系图2 纵坐标截取值的线性拟合
是每种材料最高温度表面的温度，是最低温度表面的温度：
式中，
图3 等效传热示意图
其中，为太阳辐射；为对流传热；为考虑的对流系数；为罐顶材料的吸收率。

为进入混凝土层的热量；是通过容器壁和罐体底部的热量；度；为罐顶和绝缘层之间的温度；
和分别为混凝土层和绝热层的热传导率。

储罐罐顶的表面温度：
为管道的长度；为环境温度；
为绝缘材料的传导率。

为
对于计算通过装卸泵进入的热量，传热过程的计算
为通过泵传递给为每的蒸发率和温度的改变不会影响
蒸发率增大时，从
（a）整体结构 （b）动力部分结构
图1 皮带式抽油机整体及动力部分结构示意图
三相异步电机经减速器后，将动力输出至下链轮从而驱动链轮及传动链的转动，由于皮带式抽油机传动链条始终保持同一方向转动，为了实现井下抽油杆及其配套工具的往复运动，采用了曲拐与滑车架相结合的机械式换向结构，图2所示为机械换向结构示意图。

曲拐头部与传动链相连接，相当于传动链条的一个特殊链节，始终与传动链条保持运动且保持相对静止，曲拐圆轴部
的成本的比较提供了基础。

LNG加气站应急处置办法一、经营过程中可能引起的事故1、危险因素分析(1) 火灾、爆炸特性液化天然气是以甲烷为主的液态混合物，储存温度约为-162℃。

泄漏后由于地面和空气的热量传递，会生成白色蒸气云。

当气体温度继续被空气加热直到高于-107℃时，由于此时天然气比空气轻，会在空气中快速扩散。

液体密度约是标准状态下气体的570倍，天然气与空气混合后，体积百分数在一定的范围内就会产生爆炸，其爆炸下限为5.3％，上限为15％。

天然气的燃烧速度相对于其它可燃气体较慢(大约是0.3m/s)。

(2) 低温特性由于LNG在压力为0.40MPa的条件下，储存温度约为-137℃，泄漏后的初始阶段会吸收地面和周围空气中的热量迅速气化。

但到一定的时间后，地面被冻结，周围的空气温度在无对流的情况下也会迅速下降，此时气化速度减慢，甚至会发生部分液体来不及气化而被防护堤拦蓄。

LNG泄漏后的冷蒸气云或者来不及气化的液体都会对人体产生低温灼烧、冻伤等危害。

LNG泄漏后的冷蒸气云、来不及气化的液体或喷溅的液体，会使所接触的一些材料变脆、易碎，或者产生冷收缩，材料脆性断裂和冷收缩，会对加气站设备如储罐、潜液泵、加注机、加注车造成危害，特别是LNG储罐和LNG槽车储罐可能引起外筒脆裂或变形，导致真空失效，保冷性能降低失效，从而引起内筒液体膨胀造成更大事故。

(3) 火灾危险类别天然气火灾危险性类别按照《建筑设计防火规范》划为甲类。

(4) 爆炸危险环境分区根据我国现行规范《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》规定，天然气的物态属工厂爆炸性气体，分类、分组、分级为：Ⅱ类，B级，T4组，即dⅡBT4。

爆炸性气体环境区域划分为2级区域(简称2区)，即在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物，即使出现也仅是短时存在的环境。

2、装置的危险性LNG加气站的工艺设施的危险性如下：(1) LNG低温储罐LNG低温储罐，容积60立方米，卧式真空粉末绝热低温储罐，双层结构，内筒为0Cr18Ni9奥氏体不锈钢，外筒为16MnR容器板材制造，内外筒之间用珠光砂填充并抽真空绝热，最大的危险性在于真空破坏，绝热性能下降。

LNG深冷绝热技术应用研究陆卫强,陈　岗(上海船舶工艺研究所,上海200032) 提　要　L N G深冷绝热技术是L N G项目工程中的关键技术之一。

通过L N G深冷绝热技术特点的分析和研究,设计出L N G深冷绝热层典型结构,对L N G深冷绝热材料进行了选材研究。

这项国产化技术在中原油田L N G地面处理厂工程中获得成功应用。

主题词　液化天然气　低温设备　隔热结构设计1　引言 天然气是从气田中开采出来的自然可燃气体,其主要成分为甲烷。

L N G(液化天然气)则是气态天然气在常压下通过冷却至-162℃所凝结成的液体。

天然气液化后,其体积为液化前的1/625,可以大大节约储运空间和成本,而且具有热值大、性能高等特点。

作为一种优质、高效、清洁的环保型能源,天然气产业已经成为当今世界各国关注的经济热点。

上世纪90年代,我国开始研究使用L N G问题,1995年着手编制天然气发展规划并组织有关单位开展L N G项目前期研究工作,1998年10月,国务院批准广东先行试点,引进L N G,拉开了我国进口液化天然气的序幕,这是推动能源结构的一项战略决策。

目前广东L N G工程正式投产,标志着我国L N G的产业链已经初步形成。

LN G产业链是一个十分复杂及耗资巨大的系统,它包括气田建设、天然气管网建设、天然气液化、水陆运输、LN G接收终端建设与发电等环节。

天然气的主要成分为甲烷,属易燃易爆气体,它的液化温度为-162℃。

对-162℃液化天然气进行大规模工程化绝热,是L N G整个项目中关键技术之一。

本文主要介绍L N G接收终端领域中,深冷绝热技术在L N G地面处理厂天然气净化液化工程中的应用研究。

这项技术2001年成功应用于我　作者简介:陆卫强(1964-),男,高级工程师。

国第一个L N G国产技术项目———中原油田LN G 地面处理厂的保冷绝热工程。

2　中原油田LNG地面处理厂项目简介 中原油田L N G地面处理厂为中国石化集团公司重点建设项目,是我国第一套商业液化天然气装置,并被国家经贸委列为重点技术创新项目。