LNG低温储罐区平面布置设计方案的探讨
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LNG低温储罐的设计及建造工艺应用研究摘要: LNG低温储罐在液化天然气储存中所发挥的价值较为突出,不仅可以满足液化天然气的储存要求,还有助于减少突发问题的发生,为液化天然气的使用提供重要的基础。
因此在实际工作中需要相关工作人员加强对LNG低温储罐设计和建造工艺的有效分析,和实际的使用要求进行相互的协调,全面地发挥低温储罐的优势,促进我国液化天然气行业的稳定发展。
关键词: LNG低温储罐;设计要点;建造工艺在进行LNG低温储罐设计和建造过程中,需要贯彻因地制宜的工作原则,解决在以往设计和建造中存在的各项问题,适当地借鉴国外发达国家相关的设计和建造经验,优化当前的建设模式,为后续的使用提供重要的基础,凸显现代化的设计和建造思维。
一、LNG低温储罐设计建造的要求以及工作重点(一)要求为了使LNG低温储罐设计和建造效果能够得到进一步的保障,相关工作人员需要按照实际情况明确主要的工作要求,只有这样才可以逐步地推动各个建造活动的科学实施,减少诸多因素对储罐后续使用所产生的影响。
首先第1个要求为耐低温性,液化天然气在常压的条件下,沸点大概为零下161℃,需要使储罐有较强的耐低温性和良好的蓄冷性能,避免对液化天然气的储存造成较为严重的影响[1]。
第2个工作要求为安全性较高,由于罐体储存的是低温液体,如果在后续运输环节出现一定的意外,会导致冷冻液量的挥发,并且气化量较多,在大气中会形成自动引爆的现象。
因此在实际设计过程中需要加强对安全设计的重视程度,减少突发问题的发生,比如可以采取双壁结构,适当地调整当前的密封设计参数。
这样一来如果在内部发生泄漏时,外层地储罐可以有效地起到一定的封堵效果,保证储存的安全系数。
在设计和制造过程中需要科学地筛选好对应的材料内壁,要满足耐低温的要求,外壁要具备较强的抗拉强度,有效地减少突发问题的发生,使设计建造水平能够得到进一步的保证。
第3个设计要求为保温措施要非常的严格,罐内外的温差很有可能会达到200℃。
.316 万 m 全容式 LNG低温储罐施工方案1工程基本情况1.1 基本概况LNG储罐主要用于应急储备,当出现上游停气或其他事故时,可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为 16万m3的全容 LNG储罐,通常由预应力混凝土外罐和 9%Ni 钢内罐组成,设计温度为 -165 ℃。
1.2 低温储罐的主要构造低温储罐主要包括:钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐内衬钢板、保冷层、低温钢内罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图:图 1.2 ( a):低温储罐构造简图1.2.1 预应力混凝土外罐构造预应力混凝土外罐高 38.55m,外径 86.6m,内径 82m,墙厚 0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上,每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为 15.7m(7股)、强度为1860MPa的钢绞线组成的 VSL预应力后张束,预应力后张束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的 VSL预应力后张束,环向束每束围绕混凝土墙体半圈.分别锚固于布置成 90°的 4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上内置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图 1.2 (b)。
图 1.2 ( b):混凝土外罐构造剖面图1.2.2 内罐壁构造内罐壁是低温储罐的主要构件,由具有良好的低温韧性 (-165 ℃) 和抗裂纹能力的 9%Ni 钢板焊接而成。
1.2.3 保冷层构造大型低温 LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温 3部分构成。
1.2.4 罐顶构造罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶(或钢结构半球形拱顶)组成。
如下图 1.2 (c):图 1.2 ( c) : 罐顶构造示意图2工程特点、难点2.1 工程特点1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工,对施工要求较高。
3、罐底和罐体均属于预应力混凝土。
16万m3全容式LNG低温储罐施工方案1工程基本情况1.1基本概况LNG储罐主要用于应急储备,当出现上游停气或其他事故时,可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为16万m³的全容LNG储罐,通常由预应力混凝土外罐和9%Ni钢罐组成,设计温度为-165℃。
1.2低温储罐的主要构造低温储罐主要包括:钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐衬钢板、保冷层、低温钢罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图:图1.2(a):低温储罐构造简图1.2.1预应力混凝土外罐构造预应力混凝土外罐高38.55m,外径86.6m,径82m,墙厚0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上,每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为15.7m(7股)、强度为1860MPa的钢绞线组成的VSL预应力后束,预应力后束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的VSL预应力后束,环向束每束围绕混凝土墙体半圈.分别锚固于布置成90°的4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图1.2(b)。
图1.2(b):混凝土外罐构造剖面图1.2.2罐壁构造罐壁是低温储罐的主要构件,由具有良好的低温韧性(-165℃)和抗裂纹能力的9%Ni钢板焊接而成。
1.2.3保冷层构造大型低温LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温3部分构成。
1.2.4罐顶构造罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶(或钢结构半球形拱顶)组成。
如下图1.2(c):图1.2(c):罐顶构造示意图2 工程特点、难点2.1工程特点1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工,对施工要求较高。
3、罐底和罐体均属于预应力混凝土。
4、混凝土罐体直径大、壁厚、高度高。
2.2施工难点1、钻孔灌注桩量大、密集,定位要求高。
L N G低温储罐施工方案修订版IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】16万m3全容式L N G低温储罐施工方案1工程基本情况1.1基本概况LNG储罐主要用于应急储备,当出现上游停气或其他事故时,可向城市燃气管网提供正常气源。
容量为16万m3的全容LNG储罐,通常由预应力混凝土外罐和9%Ni钢内罐组成,设计温度为-165℃。
1.2低温储罐的主要构造低温储罐主要包括:钢筋混凝土灌注桩、预应力钢筋混凝土承台和外罐、外罐内衬钢板、保冷层、低温钢内罐、钢结构的半球形拱顶和预应力钢筋混凝土罐顶构成。
详见下图:图1.2(a):低温储罐构造简图1.2.1预应力混凝土外罐构造预应力混凝土外罐高38.55m,外径86.6m,内径82m,墙厚0.55m。
坐落在钢筋混凝土灌注桩基支承的双承台上,每根桩顶部安装有防震橡胶垫。
混凝土外罐墙体竖向布置了由19根、每根直径为15.7m(7股)、强度为1860MPa的钢绞线组成的VSL预应力后张束,预应力后张束两端锚于混凝土墙底部及顶部。
墙体环向布置了由同样规格的钢绞线组成的VSL预应力后张束,环向束每束围绕混凝土墙体半圈.分别锚固于布置成90°的4根竖向扶壁柱上。
混凝土外罐墙体上内置预埋件以固定防潮衬板及罐顶承压环。
混凝土外罐构造见图1.2(b)。
图1.2(b):混凝土外罐构造剖面图1.2.2内罐壁构造内罐壁是低温储罐的主要构件,由具有良好的低温韧性(-165℃)和抗裂纹能力的9%Ni钢板焊接而成。
1.2.3保冷层构造大型低温LNG储罐绝热保温结构由罐顶保温、侧壁保温和罐底保温3部分构成。
1.2.4罐顶构造罐顶多采用预应力钢筋混凝土外罐和铝吊顶(或钢结构半球形拱顶)组成。
如下图1.2(c):图1.2(c):罐顶构造示意图2工程特点、难点2.1工程特点1、钻孔灌注桩施工专业性强。
2、罐承台钢筋混凝土属大体积混凝土施工,对施工要求较高。
LNG低温储罐施工方案最终版LNG(液化天然气)低温储罐的施工方案需要符合相关标准和要求,确保储罐的安全性、稳定性和耐久性。
下面是一个针对LNG低温储罐的施工方案的最终版本。
方案概述:该施工方案适用于LNG低温储罐的新建项目。
方案涵盖了从场地准备、基础施工、结构施工到安装验收的全流程。
1.场地准备:选择合适的场地,并确保其足够承载储罐的重量。
清理场地,移除植被和其他障碍物。
进行场地平整化处理,确保地面平整牢固。
2.基础施工:根据设计图纸,按照标准施工程序进行基础施工。
施工过程中要确保混凝土的质量,包括配合比、搅拌过程和浇筑质量等。
3.结构施工:3.1储罐外壳的施工:根据设计要求,在基础上逐层进行储罐外壳的构建。
使用高质量的建筑材料,确保外壳的强度和密封性。
施工过程中需采取必要的安全措施,防止工人受伤或其他事故发生。
3.2浮顶板的施工:浮顶板是LNG储罐的重要组成部分,要求施工过程中质量保证。
在浮顶板的施工中,采用预应力混凝土构造,确保浮顶板的强度和稳定性。
4.安装验收:在结构施工完成后,对储罐进行安装验收。
验收过程中包括测漏测试、设备安装等。
确保储罐的所有部件安装正确,且符合相关标准和要求。
5.安全措施:在整个施工过程中,要严格遵守安全操作规程和相关标准,确保施工人员的安全。
采取必要的措施确保LNG的泄漏风险得到控制,防止火灾和爆炸事故的发生。
6.质量控制:在施工过程中,进行必要的质量控制措施。
对施工材料进行检测和评估,确保其质量符合标准要求。
定期进行施工质量检查,确保施工过程和成果符合设计要求。
7.环保措施:在施工过程中,要采取环保措施,减少对环境的影响。
垃圾分类处理,减少污染物排放等措施应得到充分执行。
8.施工计划:制定详细的施工计划,确保施工过程按照预定时间顺利进行。
同时,要随时关注施工进展,及时进行调整和协调,确保项目能够按时完工。
总结:以上是LNG低温储罐施工方案的最终版本,通过合理的流程和严格的控制措施,确保储罐的安全性和质量的符合要求。
浅谈LNG储罐布置方式LNG单容罐建造施工周期比全容罐更短,其占地面积比全容罐大。
单容罐需设置防火堤,且LNG泄漏并在防火堤内燃烧时会产生热辐射。
布置LNG单容罐不仅需满足规范,还需将热辐射距离尽可能缩短。
在用地紧张且施工周期短的情况下,合理布置下沉式LNG储罐可以满足要求。
标签:LNG单容罐;设备布置;防火堤1 LNG储罐LNG是液化天然气(Liquefied Natural Gas)的缩写,在中国常见的LNG储罐是单容罐和全容罐。
1.1 LNG单容罐的特点罐子能满足LNG低温储存要求,但罐体本身不能限制并储存泄露的LNG,因此需要增设防火堤。
其优势是:相同容量情况下,单容罐建造周期相比全容罐短18个月左右,降低工程造价和时间成本。
1.2 LNG全容罐的特点罐子由主容器和次容器组成,既能低温储存LNG,又能限制并储存泄露的LNG,不需要设防火堤,安全性能高,场区布局紧凑。
但建造周期需要三年左右,投资费用很高。
此外还有LNG薄膜罐,由于承包商少,目前在中国还没有业绩。
所以在中国LNG行业,LNG储罐主要是在LNG单容罐和LNG全容罐二者中选择。
2 LNG罐的选择LNG储罐选型需要考虑的因素很多,除了国家或当地的法律、法规外,还需考虑工期、安全性、投资、建造等方面。
因业主的不同需求和客观条件,选择全容罐和单容罐的工程案例各占一半。
有的项目因为建设周期充足,业主资金充足,可选择全容罐。
而有的项目业主资金紧张又需要尽快投产抢占周边LNG市场,因此可选择单容罐。
由于单容罐需设计防火堤,一旦LNG泄漏堤内着火,其辐射热流会影响到周围建构筑物。
LNG单容罐布置对全厂其他设备和建构筑物的布置产生重大影响。
本文重点阐述LNG单容罐布置。
3 影响LNG单容罐布置的因素影响LNG单容罐布置的因素主要有以下几个:防火堤到罐内壁的距离x;储罐中最高液位到防火堤顶部的距离y;周围设备、建构筑物到防火堤的安全距离d。
3.1 防火堤到罐内壁距离x与防火堤高度y的关系LNG单容罐属于全冷冻式储罐。
工程技术・187・LNG球形储罐设计浅谈赵亮赖华宴中国石油天然气第一建设有限公司河南洛阳471023摘要本文就LNG球形储罐的结构、管线的设置、耐压试验和泄漏试验进行了阐述,对刚度强度计算进行了深入探讨,并为合理化设计给出了几点建议。
关键词内外双球真空管+套管封液喷淋进液中图分类号:TE821文献标识码:B文章编号:1672-9323(2019)02-0187-02天然气作为一种经济、清洁的能源,在电力行业、城镇居民燃气等领域的应用越来越广泛,天然气主要以液化形态(即LNG)进行储存,由于LNG的特点,存储温度约在-162P~-140T之间,一般采用双层结构,常用的LNG储存设备主要有真空绝热储罐、子母罐、LNG球形储罐和立式圆筒形储罐四类,从制造成本、运行成本及占地面积等方面综合评价得知,真空绝热储罐和子母罐适用于500n?以下的LNG存储,立式圆筒形储罐适用于5000m3以上的LNG存储,对于容积为500m3~5000m3的LNG存储丄NG球形储罐则更显优势。
1LNG球形储罐的结构LNG球形储罐主要由内外罐、隔热层及柱腿等组成,内罐为奥氏体不锈钢球罐,用来储存LNG,外罐为普通碳钢球罐,起保护隔热材料作用,外罐和内罐之间填充绝热材料。
1.1内外双球LNG球形储罐一般采用内外双球结构,即内罐、外罐均为球罐,内罐由球壳、支柱组件及接管等组成,外罐与内罐同心,整体通过与支柱焊接而固定。
内罐的直径由LNG储存容积需求来确定,外罐的直径由内罐的直径及绝热层的厚度来确定,同时还应兼顾组焊、安装与检验空间的需要,外罐与内罐的半径差不宜小于lm o1.2绝热方式LNG球形储罐的内罐、外罐夹层之间需采用绝热结构以维持充装介质处于低温状态,常用的夹层绝热结构有两种:一种是珠光砂+氮气绝热,另一种是高真空多层绝热。
与高真空多层绝热结构相比,珠光砂+氮气的绝热结构施工难度小、使用过程中不需要定期抽真空、维护费用低,从经济性和操作可靠性等角度综合考虑,LNG球形储罐宜采用珠光砂+氮气的绝热方式。
20万立方米LNG储罐设计LNG(液化天然气)储罐是用于储存液态天然气的设施,通常是由钢制或混凝土制成。
它们被广泛应用于天然气供应链的各个环节,包括天然气开采、运输、储存和分销。
本篇文章将讨论一个20万立方米LNG储罐的设计。
首先,设计一个20万立方米LNG储罐需要考虑以下几个关键因素:1.储罐结构:LNG储罐可以采用钢制或混凝土结构。
钢制储罐通常采用钢板组成圆筒形储罐,具有较高的强度和耐腐蚀性。
混凝土储罐通常具有较低的成本和更长的使用寿命,但施工周期相对较长。
2.安全性:LNG是高压低温液体,需要采取多种措施来确保储罐的安全性。
例如,储罐应具有良好的绝热性能,以保持低温状态并减少液化气体的蒸发。
此外,储罐还应配备安全阀和泄漏探测系统,以应对潜在的危险情况。
3.储罐容量:20万立方米的LNG储罐可以满足相对大规模的天然气需求。
储罐的容量应根据供需情况和储存周期进行评估,并确保足够的储存量供应天然气。
4.环境影响:LNG储罐的设计应考虑其对周围环境的潜在影响。
例如,储罐应位于安全距离内,以减少爆炸风险。
此外,储罐的绝热材料和排放控制系统应设计为减少温室气体和其他污染物的排放。
5.维护和运营:LNG储罐的设计应兼顾维护和运营的需求。
例如,储罐应具备易于检查和维修的结构,并配备必要的设备,如泵和阀门等。
针对以上要求,一个20万立方米的LNG储罐设计可以遵循以下步骤:2.安全性分析:进行安全性分析,评估潜在的风险和威胁,并设计相应的安全措施。
例如,采用多层绝热材料和防雷设备来降低储罐的温度和爆炸风险。
3.结构设计:选择合适的储罐结构,并进行结构设计。
对于钢制储罐,需要进行材料选择、焊接和腐蚀保护等方面的设计。
对于混凝土储罐,需要进行形状设计、混凝土配比和防渗处理等方面的设计。
4.绝热设计:设计合理的绝热系统,以保持LNG的低温状态。
这可以通过选择合适的绝热材料、设计合理的层次和厚度以及采用外保温措施等方式实现。
LNG低温储罐的设计及建造技术要点分析摘要:天然气低温常压(或低压)储存方式因其储存效率高、占地节约、储存规模易于大型化等优点在液化天然气(LNG)接收终端站、天然气液化厂和城市燃气调峰系统中得到了越来越广泛的应用。
本文就对LNG低温储罐的设计及建造技术要点进行分析和探讨。
关键词:LNG低温储罐;设计;建造技术要点1LNG低温储罐的发展现状由于LNG是在低温储罐内储存的,过去储罐的储存形式为单壁形式。
单壁储罐顶盖绝热采用块体,但缺乏防潮层,且易于受到风的影响。
因此,为了解决这一影响,采用了双壁双顶储罐。
这种储罐是在两壁间的绝热空间内充入干燥的纯气体,以防止绝热空间吸入潮湿空气。
而随着储罐容量的不断增大,干燥纯气体的供应费用随之增加。
由于液化气体所产生蒸汽很容易引起罐体内部出现超压。
故在LNG低温储罐建设中引进了悬挂式顶盖技术,以形成了双壁单顶储罐。
这种储罐采用悬挂的绝热吊顶形成一个独立的环形空间,使LNG蒸汽能够顺利进入空间,有利于防止潮湿空气的进入,减少内容器的压力。
另外,双壁单顶储罐还可以采用外壁来防止潮湿空气的进入,减少罐顶自重负担。
2大型LNG低温储罐的结构形式根据液体和蒸汽收集情况的不同,大型LNG储罐可分为三种结构形式,即单容罐、双容罐和全容罐。
单容罐由双壁单顶的罐体组成,储放液态的LNG。
此罐体的内容器采用圆柱形钢制壳体。
在单容罐正常使用时,其蒸汽只能存放于内外壁之间的空间。
为了保证储罐的使用安全,应该砌堤墙将单容罐包围起来。
单容罐虽然投资较低,但其安全性能不高,很少适用于接收站储罐设计;双容罐由双壁单顶主容器和外围次容器两个部分组成。
其主容器类似于单容罐结构,在罐体内部存放LNG液体,在正常使用时,应该将蒸汽放于主容器内外壁之间的空间。
次容器采用耐低温的钢制,其顶部能够收集液体泄漏物。
另外,为了防止落入雨水、尘土进入罐体内部,需要在主容器和次容器之间再加盖一个防雨罩;全容罐主要由主容器和次容器两个部分组成。
LNG接收站储罐区平面设计摘要:本文简述LNG接收站平面设计大概流程,进而提出储罐区平面设计对于厂站整体平面布置的影响。
包含了储罐区热辐射影响范围的计算及储罐围堰的设计,提出LNG储罐区平面设计对于平面设计的重要性。
关键词:LNG储罐;热辐射计算;围堰设计;平面布置;1.前言在大型LNG接收站工程项目中,LNG储罐区的平面设计是总图设计的要点。
对于LNG储罐区平面设计,储罐热辐射的计算是重中之重,而储罐区围堰的设计是影响储罐热辐射的主要因素之一。
本文将简述储罐区平面设计及储罐热辐射的影响范围,提出LNG储罐区平面设计对其厂站平面设计的影响。
2.LNG储罐布置对于平面布置的影响在大型LNG接收站工程项目中,LNG储罐的平面布置直接影响着厂站的总体平面布置,在进行厂站功能分区时,往往首先确定储罐区的位置,进而确定工艺区、装车区、辅助生产区等其它区块的位置。
而对于储罐区的定位往往是根据厂站四周的周边环境、自然地形地势、所在地区的风频风向、工艺流程等因素综合考虑确定,以下简述影响储罐区平面位置确定的因素。
众所周知,LNG储罐为厂站的高危险源,在平面布置时,尽可能的远离周边居民区、公共福利设施及厂矿企业等敏感点。
根据《石油化工企业设计防火标准》(2018版)的最新要求,液化烃储罐与居民区、公共福利设施的防火间距为300米,与相邻工厂的防火间距为120米,因此在储罐区的平面布置时,要进行现场详细的调研,尽可能远离站址周边环境敏感点或尽可能减少拆迁工程量。
此外自然地形地势对于储罐区的平面布置也有很大的影响因素,储罐为厂站最大的构筑物,其基础设计为厂站设计的重点。
在平面布置时,有条件的情况下尽可能将储罐区布置于场区的挖方地段,可减少储罐基础的处理费用,有效的节约项目投资。
根据规范要求,储罐区尽可能布置于厂站地势较低处,避免事故发生时,事故液体漫流至其它区域。
风频风向及工艺流程对于储罐区的平面位置起着同样的控制性作用,根据规范要求,储罐区宜布置于厂站全年最小频率风向的下风侧,在区块划分时,首要满足风频风向的要求。
第46卷第7期2018年4月广 州 化 工Guangzhou Chemical Industry Vol.46No.7 Apr.2018 LNG 低温储罐区平面布置设计方案的探讨高俊强(贵州东华工程股份有限公司,贵州 贵阳 550002)摘 要:近年来我国LNG大型低温储罐正在大范围兴建,LNG储罐区的安全性和可靠性也受到广泛的关注㊂作者结合工程设计实例,根据‘石油天然气工程设计防火规范“(GB50183)就LNG低温储罐区的平面布置设计方案进行探讨㊂文章简述了规范的相关要求,重点对LNG低温储罐区围堰的设计及其周边安全防护距离(防火间距㊁热辐射隔热距离㊁蒸汽云扩散隔离距离)的确定进行总结㊂关键词:LNG低温储罐区;平面布置;围堰;防护距离 中图分类号:TQ547.9 文献标志码:B 文章编号:1001-9677(2018)07-0098-02作者简介:高俊强(1982-),男,工程师,主要从事化工及医药工程设计工作㊂Discussion on Layout Design of LNG Low Temperature Tank FarmGAO Jun-qiang(Guizhou East China Engineering Co.,Ltd.,Guizhou Guiyang550002,China)Abstract:In recent years,the large LNG tank in China is being built in a wide range,and the safety and reliability of the LNG tank farm have also been widely concerned.Based on the practical engineering design projects,according to The Code for Fire Protection Design of Petroleum and Natural Gas Engineering(GB50183),the layout plan of LNG low temperature tank farm was discussed.The relevant requirements of the code were briefly described,and the design of the cofferdam in the LNG low temperature tank farm and the determination of the surrounding safety protection distance (including fire spacing,thermal radiation insulation distance,and steam cloud diffusion isolation distance)were focused on.Key words:LNG low temperature tank farm;plane layout;cofferdam;safety protection distanceLNG是一种清洁㊁高效㊁方便㊁安全的能源,以其高热值㊁少污染㊁方便储运等特点著称[1],LNG作为绿色能源符合十九大提出的 推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳㊁安全高效的能源体系”的要求㊂近年来,LNG在能源供应中的比例迅速增加,并正以每年大约12%的增速高速增长,成为全球增长最迅猛的能源行业之一[1]㊂目前国内LNG储罐区正在不断大范围地兴建,使得LNG储罐区的安全性和可靠性也得到了广泛的关注㊂合理布置LNG储罐区,设计适当的围堰及安全防护距离显得尤其重要㊂本文结合工程设计实例,根据相关规范就LNG低温储罐区的平面布置设计方案进行了探讨,详述了LNG储罐区围堰设计及周边防护距离的确定过程㊂由于‘石油天然气工程设计防火规范“GB50183-2015暂缓实施,本文仍采用2004年版标准㊂1 某项目LNG储罐区简介来自低温液化单元的液化天然气进入LNG储罐中储存㊂根据LNG产量及储存周期,配1台公称容积为10000m3的立式双圆筒金属壁㊁单包容低温常压储罐㊂产品通过LNG潜液泵增压后从罐顶引出,通过装车管线及LNG装车臂进入槽车外运㊂LNG储罐及装车过程中产生的BOG气体通过BOG加热器送回原料气压缩单元㊂储罐内罐直径25m,外罐直径27m,操作温度为-162℃,气相操作压力为18kPa,LNG密度:460kg/m3,潜液泵流量:160m3/h㊁扬程:130m㊂图1 LNG低温储罐剖面简图Fig.1 The profile diagram of LNG low temperature tank2 围堰的设计LNG低温储罐围堰能在发生LNG泄漏事故时,防止冷冻第46卷第7期高俊强:LNG低温储罐区平面布置设计方案的探讨99液体骤变成气体前的外流以及防止火势蔓延,是储罐的重要安全保护屏障㊂依据‘石油天然气工程设计防火规范“(GB50183-2004)10.3.3条的规定: 储罐至围堰最近边沿的距离,应为储罐最高液位高度加上储罐气相空间压力的当量压头之和与围堰高度之差; 围堰区内的有效容积应不小于罐组内一个最大储罐的容积”[2]㊂LNG储罐的立面见图1,储罐的最高液位为EL24.15m,气相空间压力当量压头为18000÷460÷9.8=3.99m,围堰的高为EL1.50m,则内罐距防火堤内侧的距离应>24.15+3.99-1.50=26.64m,取27m,围堰取正方形,则其边长为(25+27×2)=79m㊂围堰内有效容积约为15000m3,大于储罐的容积,满足规范的要求㊂由此可见,LNG储罐围堰的尺寸与储罐的大小㊁操作压力㊁围堰的高度㊁围堰内外地坪高差密切相关㊂当工艺条件已确定时,仅与围堰的高度,围堰内外地坪高差有关㊂增加围堰高度和围堰内外地坪高差有利于减小围堰尺寸;围堰太高,会影响操作人员㊁消防人员观察火情,不便操作,国内相关规范规定围堰外侧高度不应大于2.2m,因此,储罐区可根据实际地形确定合适的围堰内外地坪高差,以节省投资,减少储罐区占地面积㊂3 安全防护距离的确定‘石油天然气工程设计防火规范“(GB50183-2004)4.04条和10.3.6条规定了 防火间距”,第10.3.4条规定了 热辐射隔热距离”,10.3.5条规定了 蒸汽云扩散隔离距离”,LNG 罐区平面布置设计必须同时满足上述要求㊂3.1 防火间距”的确定根据‘石油天然气工程设计防火规范“(GB50183-2004)3.2.2条,10000m3的LNG储罐划分为一级站场;根据其4.0.4条,LNG储罐外壁与周边100人以上的居住区㊁村镇㊁公共福利设施等的防火间距不应小于120m,与100人以下的散居房屋的防火间距不应小于90m,与相邻的厂矿企业的防火间距不应小于120m;根据其10.3.6条,围堰区边沿至建筑物的最小距离为储罐直径的0.7倍,且不小于30m,储罐直径为25m,因此最小距离取30m㊂这里需要注意,4.0.4条规定的防火距离是与企业外部防护对象的防火距离,从储罐外壁为起点计算;而10.3.6条规定的是企业内部防护对象的防火距离,从围堰边沿为起点计算㊂3.2 热辐射隔热距离”的确定根据‘石油天然气工程设计防火规范“(GB50183-2004) 10.3.4条, 热辐射量达4000W/m2界线以内,不得有50人以上的室外活动场所;热辐射量达9000W/m2界线以内,不得有活动场所㊁学校㊁医院㊁监狱㊁拘留所和居民区等在用建筑物;热辐射量达30000W/m2界线以内,不得有即使是能耐火且提供热辐射保护的在用构筑物”[2],依据10.3.4条文说明,围堰为矩形且长宽比不大于2时可用下式计算隔离距离:d=F A(1)式中:d 距围堰边沿的距离,mA 围堰的面积,m2F 热通量较正系数,对于4000W/m2为3.5,对于9000W/m2为2.0,对于30000W/m2为0.8本例中A=79×79=6241m2㊂依据上式计算各热辐射量的隔热距离如下:(1)热辐射量4000W/m2时的隔热距离为276.5m,即围堰边沿外276.5m范围内不得有50人以上的室外活动场所; (2)热辐射量9000W/m2时的隔热距离为158m,即围堰边沿外158m范围内不得有活动场所㊁学校㊁医院㊁监狱㊁拘留所和居民区等在用建筑物;(3)热辐射量30000W/m2时的隔热距离为63.2m,即围堰边沿外63.2m范围内不得有即使是能耐火且提供热辐射保护的在用构筑物㊂由此可见,热辐射隔热距离与围堰的面积的开方成正比,围堰面积越小,热辐射隔热距离也越小㊂3.3 蒸汽云扩散隔离距离”的确定根据‘石油天然气工程设计防火规范“(GB50183-2004) 10.3.5条, 站场内重要设施不得设置在天然气蒸气云扩散隔离区内”[2],根据其条文说明,扩散隔离距离采用DEGADIS高浓度气体扩散模型利用专业软件进行模计算㊂泄漏量为0.05m3/s,累计泄漏量按一条管道连续输送10min的量26.7m3考虑㊂结合风速㊁大气条件及地形状况,计算出空气中甲烷气体平均浓度为2.5%边界处距离泄漏储罐出口管道中心为148m,详细的计算过程查阅参考文献[3-5]㊂4 结 论LNG储罐围堰的尺寸与储罐的大小㊁操作压力㊁围堰的高度㊁围堰内外地坪高差密切相关㊂储罐区可根据实际地形确定合适的围堰内外地坪高差,减少围堰面积,进而减少热辐射隔热距离,节省土地㊂罐区平面布置设计必须同时满足防火间距㊁热辐射隔热距离和蒸汽云扩散隔离距离,同时要注意以上三种防护距离的起点各不相同㊂参考文献[1] 华创,张帆,等.LNG储存技术研究现状[J].当代化工,2016,46(6):1267-1269.[2] GB50183-2004石油天燃气工程设计防火规范[S].[3] 诸德志,吴剑.液化天然气储罐泄漏扩散模拟计算与分析//2012中国消防协会科学技术年会论文集(上)[C].2012.[4] 孙标,郭开华.LNG重气扩散安全距离及影响因素[J].天然气工业,2010,30(7):110-113.[5] 袁景,赵东风,孟亦飞,等.气体扩散数学模型对比及工程适用性分析[J].石油化工安全环保技术,2016(1):16-19.。