曲培志(中石油大連液化天然氣有限公司，遼寧大連116600)

大型液化天然氣儲(chǔ)罐的策略探討

曲培志(中石油大連液化天然氣有限公司，遼寧大連116600)

天然氣作為一種清潔型能源，對(duì)社會(huì)發(fā)展有著重要影響?，F(xiàn)如今社會(huì)生產(chǎn)對(duì)天然氣的需求量不斷增加，其運(yùn)輸存儲(chǔ)問(wèn)題也愈加突出?；诖?，本文重點(diǎn)探究液化天然氣的優(yōu)點(diǎn)，分析天然氣儲(chǔ)罐在應(yīng)用中存在的問(wèn)題，進(jìn)而提出液化天然氣儲(chǔ)罐的發(fā)展趨勢(shì)。

液化天然氣；儲(chǔ)罐；問(wèn)題；發(fā)展趨勢(shì)

天然氣作為一種不可再生的清潔能源，在綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，人們對(duì)天然氣的需求量不斷提高，為了能夠滿足社會(huì)生產(chǎn)的需求，天然氣有關(guān)部門(mén)必須要加強(qiáng)液化天然氣儲(chǔ)罐的策略，提高運(yùn)輸效率和存儲(chǔ)量，這樣才能夠保障天然氣的服務(wù)質(zhì)量。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，天然氣能夠通過(guò)人工的形式生產(chǎn)，但作為一種易燃易爆氣體，在運(yùn)輸和存儲(chǔ)方面都存在著很多安全隱患，因此，我們必須要能夠加強(qiáng)液化天然氣管理，特別是儲(chǔ)罐的管理工作，降低天然氣在存儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用中的安全隱患。

1 液化天然氣的優(yōu)點(diǎn)

液化天然氣作為國(guó)際中公認(rèn)的最清潔、最環(huán)保的能源，在整個(gè)能源領(lǐng)域中有著很高的地位。天然氣的主要成分是甲烷，作為一種無(wú)毒、無(wú)色、無(wú)味的氣體，在當(dāng)今社會(huì)中的應(yīng)用非常廣泛。液化天然氣是將天然氣進(jìn)行低溫密度壓縮所形成的液態(tài)形式，其便于存儲(chǔ)、運(yùn)輸，并且能夠極大的節(jié)省成本。天然氣在燃燒過(guò)程中，理論上不會(huì)排放二氧化硫和硫化氫等有害氣體和塵粒物，并且其他的有害氣體排放量也要比傳統(tǒng)資源低很多。并且液化天然氣的質(zhì)量也非常輕，通常為同體積水重量的45%，臨界溫度為190.58K，存儲(chǔ)溫度為112K。由此可見(jiàn)，天然氣在燃燒過(guò)程中對(duì)空氣污染程度非常低，并且會(huì)釋放大量的熱量，這也是天然氣作為當(dāng)今著重開(kāi)發(fā)的因素之一。

2 液化天然氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)和建造中容易出現(xiàn)的問(wèn)題

2.1 儲(chǔ)罐的材料選擇問(wèn)題

液化天然氣儲(chǔ)罐材料選擇至關(guān)重要。由于儲(chǔ)罐需要在超低溫度的條件下運(yùn)行，通常溫度為-162℃，再加上液化天然氣的超低溫性和可燃性，在選擇儲(chǔ)罐材料時(shí)，需要重點(diǎn)分析材料在低溫下的力學(xué)能力，要求儲(chǔ)罐材料具有足夠的輕度、加強(qiáng)的溫度承受范圍、較強(qiáng)的任性等，這樣才能夠避免儲(chǔ)罐出現(xiàn)脆性破壞。再者，儲(chǔ)罐材料還需要面臨著導(dǎo)熱性的問(wèn)題，需要選擇導(dǎo)熱系數(shù)小、化學(xué)性能穩(wěn)定的材料，并且需要考慮材料的可加工性和焊接性。此外，低溫保冷材料還具有一定的特殊要求，主要包含水蒸氣透濕系數(shù)低、吸濕性小、低溫線膨脹系數(shù)小、阻燃性好等特點(diǎn)。當(dāng)然，為了能夠保障液化天然氣儲(chǔ)罐建設(shè)、應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性，我們還需要考慮價(jià)格問(wèn)題，盡量做到價(jià)格低廉、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

2.2 液化天然氣密度差問(wèn)題

在半充滿液化天然氣的儲(chǔ)罐內(nèi)，由于向罐中注入不同密度的液化天然氣，會(huì)產(chǎn)生分層效果，主要因?yàn)橐夯烊粴饨M分產(chǎn)地和溫度差異。當(dāng)液化天然氣出現(xiàn)分層現(xiàn)象時(shí)，上部密度小的液層會(huì)正常流動(dòng)，并且會(huì)蒸發(fā)釋放能量。但下層液化天然氣由于對(duì)流弱，無(wú)法達(dá)到上層，會(huì)使下部液化天然氣處于一種內(nèi)部對(duì)流形態(tài)。這樣就會(huì)導(dǎo)致密度混合問(wèn)題，下層蒸發(fā)液體也會(huì)蒸發(fā)氣化。與此同時(shí)，會(huì)大大提高表面的蒸發(fā)率，導(dǎo)致壓力不斷增大，這給儲(chǔ)罐安全運(yùn)行帶來(lái)了巨大的威脅。

2.3 儲(chǔ)罐腐蝕問(wèn)題

由于很多設(shè)計(jì)計(jì)算人員只考慮到了介質(zhì)腐蝕問(wèn)題，卻忽視了液化天然氣中的水和其他物質(zhì)，這些物質(zhì)都會(huì)集中在儲(chǔ)罐的底部，這樣就會(huì)造成底圈壁板局部腐蝕問(wèn)題，因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要求設(shè)計(jì)人員能夠注意此類問(wèn)題，可以適當(dāng)增加底圈壁板的厚度。

在液化天然氣儲(chǔ)罐建設(shè)與設(shè)計(jì)當(dāng)中，還有諸多問(wèn)題需要工作人員注意，包括地震荷載、風(fēng)荷載等，并且液化天然氣儲(chǔ)罐除了要受到液體的靜壓力外，還需要承受較大的邊緣應(yīng)力。這些問(wèn)題都是液化天然氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)與建設(shè)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

3 大型液化天然氣儲(chǔ)罐的策略與發(fā)展趨勢(shì)

為了能夠加強(qiáng)大型液化天然氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)與建設(shè)安全性和經(jīng)濟(jì)性，我們?cè)谶x擇儲(chǔ)罐材料過(guò)程中，需要重點(diǎn)選擇溫度適應(yīng)性強(qiáng)（主要是低溫）、韌性好、抗疲勞強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)小的材料，并且在采購(gòu)過(guò)程中需要貨比三家，重點(diǎn)選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)優(yōu)的產(chǎn)品。再者，為了能夠緩解密度差的問(wèn)題，需要工作人員在液化天然氣液化過(guò)程中了解到液化天然氣的密度，避免將密度差較大的液化天然氣存儲(chǔ)在同一個(gè)大型儲(chǔ)罐中，加強(qiáng)液化天然氣組分產(chǎn)地、溫度差異、液化天然氣老化的控制，這樣才能夠緩解密度差問(wèn)題。此外，在儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)過(guò)程中，在防腐方面除了要加強(qiáng)底圈壁板厚度外，還可以在底圈壁板中加入防腐層和防水層，避免水和其他物質(zhì)直接接觸底圈壁板。

通過(guò)對(duì)大型液化天然氣儲(chǔ)罐進(jìn)行研究，能夠得出以下幾點(diǎn)規(guī)律：第一，儲(chǔ)罐越大，其節(jié)省鋼材的數(shù)量越多，能夠降低投資力度，讓結(jié)構(gòu)布局更加緊湊，縮小占地面積；第二，在總面積相同的條件下，應(yīng)用幾臺(tái)大型液化天然氣存儲(chǔ)設(shè)備要比一群小型儲(chǔ)罐更加節(jié)省空間，提高空間占用率；第三，大大提高管理的便捷性，由于大型液化天然氣要比小型儲(chǔ)罐檢測(cè)、維修、管理等方面更加方便。

以上這些優(yōu)勢(shì)注定了液化天然氣儲(chǔ)罐要朝向大型化方向發(fā)展，這也是天然氣行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但液化天然氣大型化必須要適度，一方面需要大型液化天然氣儲(chǔ)罐來(lái)降低運(yùn)營(yíng)成本，并且提高管理效率；另一方面也要保障大型液化天然氣儲(chǔ)罐在運(yùn)行中的安全性與合理性。液化天然氣儲(chǔ)罐常壓化能夠降低液化天然氣儲(chǔ)罐建設(shè)中的人力投入量和財(cái)力投入量，并且能夠降低大型液化天然氣儲(chǔ)罐在應(yīng)用中的危險(xiǎn)問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，天然氣作為世界上公認(rèn)的清潔能源之一，對(duì)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要影響。本文重點(diǎn)探究了液化天然氣的優(yōu)點(diǎn)、液化天然氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)與建設(shè)中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，最后提出了液化天然氣儲(chǔ)罐的策略和發(fā)展趨勢(shì)，也就是在保障儲(chǔ)罐的經(jīng)濟(jì)性、安全性、效率性的基礎(chǔ)上，不斷加強(qiáng)大型液化天然氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)與建設(shè)工作。

[1]張?jiān)?王為民,李明鑫,郝晶,曹彥青.大型液化天然氣儲(chǔ)罐的發(fā)展?fàn)顩r[J].當(dāng)代化工,2013,4209:1323-1325+1350.

[2]翟希梅,王恒,周慶生,范峰.大型液化天然氣儲(chǔ)罐混凝土外罐施工期間溫度裂縫預(yù)測(cè)[J].石油學(xué)報(bào),2013,3404:780-786.

[3]許志杰,劉彥兵.大型液化天然氣儲(chǔ)罐的發(fā)展淺談[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2011,3107:241.