液化天然氣LNG儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案

液化天然氣LNG儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案液化天然氣LNG儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案1主要內(nèi)容一、前言二、LNG儲運(yùn)設(shè)備簡介三、立式LNG儲罐的設(shè)計(jì)四、LNG槽車的設(shè)計(jì)五、無損儲存的研究六、需進(jìn)一步研究的問題主要內(nèi)容21、前言天然氣儲運(yùn)方式氣態(tài)壓力儲運(yùn)（CNG）液化儲運(yùn)（LNG）吸附儲運(yùn)水合物儲運(yùn)（NGH）常用1、前言天然氣氣態(tài)壓力儲運(yùn)（CNG）液化儲運(yùn)（LNG）吸附儲3天然氣儲運(yùn)方法比較

天然氣儲運(yùn)方法比較4LNG儲運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約風(fēng)險性管線建設(shè)費(fèi)用使遠(yuǎn)洋LNG貿(mào)易成為可能LNG的清潔度高調(diào)峰冷量利用，效益明顯LNG儲運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)：5LNG工業(yè)鏈

天然氣預(yù)處理、液化、儲存、運(yùn)輸、接收站、再汽化裝置LNG工業(yè)鏈天然氣預(yù)處理、液化、儲存、運(yùn)輸、接收站、6天然氣液化調(diào)峰型液化站基本負(fù)荷型液化工廠‘LNG儲存管網(wǎng)用戶LNG汽車LNG儲存LNG船接收站LNG儲存汽化站LNG加注站管網(wǎng)用戶LNG工業(yè)鏈天然氣液化調(diào)峰型液化站基本負(fù)荷型液化工廠‘LNG儲存管網(wǎng)用戶72、LNG儲運(yùn)設(shè)備簡介2.1LNG儲罐（槽）按容量分類

小型儲罐：5~50m3，常用于民用燃?xì)馄?、LNG加注站中型儲罐：50~100m3，衛(wèi)星式液化站、工業(yè)燃?xì)庹敬笮蛢蓿?00~1000m3，小型LNG生產(chǎn)裝置大型儲槽：10000~40000m3，基本或調(diào)峰型液化裝置特大型儲槽：40000~200000m3，LNG接收站2、LNG儲運(yùn)設(shè)備簡介2.1LNG儲罐（槽）按容量分類8按絕熱結(jié)構(gòu)分類

真空粉末絕熱：小型LNG儲罐正壓堆積絕熱：大中型LNG儲罐與儲槽高真空多層絕熱：小型LNG儲罐按絕熱結(jié)構(gòu)分類9按儲罐（槽）的形狀分類

球形罐：中小容量，少量大型儲槽，如林德公司40000m3和日本NKK公司5000m3圓柱形罐（槽）：各種容量（包括子母罐）

按儲罐（槽）的形狀分類10按放置形式分類

地上型：地下型：半地下型、地下型、地下坑型

按放置形式分類112.2LNG運(yùn)輸設(shè)備LNG槽船——海上運(yùn)輸工具LNG船貯存方式常溫壓力式——全壓式低溫常壓式——全冷式低溫壓力式——半冷半壓式2.2LNG運(yùn)輸設(shè)備LNG槽船——海上運(yùn)輸工具LNG船常12LNG船型球形儲罐船薄膜型艙船LNG船型球形儲罐船薄膜型艙船13LNG槽車規(guī)格：30、35、40、45m3絕熱方式：真空纖維、真空粉末、高真空多層半掛式40m3LNG槽車LNG槽車規(guī)格：30、35、40、45m3半掛式40m314結(jié)構(gòu)基本與槽車儲槽相似靈活性目前國內(nèi)已開發(fā)出20英尺、40英尺罐箱LNG罐箱結(jié)構(gòu)基本與槽車儲槽相似LNG罐箱15LNG罐箱20英尺LNG罐箱LNG罐箱20英尺LNG罐箱16LNG管道輸送大量的天然氣輸送，采用液體輸送比氣體輸送更為經(jīng)濟(jì)，輸送量可提高3.5~3.7倍，并能節(jié)約投資2~4倍。一般采用單相流動的穩(wěn)定輸送，為了保證這一點(diǎn)，可以采用提高輸送壓力的方法，或使液體過冷，以及提高管道的保溫性能等措施。LNG管道輸送大量的天然氣輸送，采用液體輸送比17LNG管道輸送方式：

汽化器：加壓法泵送法：LNG泵冷態(tài)輸送法：節(jié)約了中間加壓站，降低了管道保溫要求，終點(diǎn)是低溫氣體，輸送費(fèi)用比液態(tài)輸送高1/3，比氣體輸送低60%。LNG管道輸送方式：18LNG輸送管道：

普通管道低溫絕熱管道堆積絕熱真空絕熱動態(tài)真空靜態(tài)真空LNG輸送管道：堆積絕熱真空絕熱動態(tài)真空靜態(tài)真空193、立式LNG儲罐的設(shè)計(jì)

容量：100m3

絕熱方式：真空粉末絕熱

LNG理論日蒸發(fā)率：<0.27%

內(nèi)筒、管道：0Cr18Ni9

外筒：20R

3、立式LNG儲罐的設(shè)計(jì)20100m3LNG儲罐實(shí)物圖100m3LNG儲罐實(shí)物圖21LIAPIPGLGHL23456789101112131415171816上進(jìn)液下進(jìn)液排液去氣罐增壓器去放空系統(tǒng)去回溫器來自氣儲罐增壓器11-外殼防爆裝置2-抽真空閥3-真空計(jì)閥4-金屬真空規(guī)5-低溫截止閥7、8、9-低溫截止閥10-自動調(diào)節(jié)閥11-低溫截止閥12-低溫角式截止閥13-安全閥14、15、16、17、18-低溫角式截止閥100m3LNG儲罐流程圖LIAPIPGLGH2345678910111213141522100m3LNG儲罐技術(shù)特性100m3LNG儲罐技術(shù)特性234、LNG槽車的設(shè)計(jì)LNG槽車運(yùn)載狀態(tài)一般是常壓，溫度約為112K的低溫。LNG又是易燃、易爆的介質(zhì)，運(yùn)輸中的安全可靠是至關(guān)重要的。4、LNG槽車的設(shè)計(jì)LNG槽車運(yùn)載狀態(tài)一般是常壓，溫24

技術(shù)關(guān)鍵：支承：沖擊、振動及冷補(bǔ)償

支承構(gòu)件常選用熱導(dǎo)率低而強(qiáng)度高的材料如玻璃鋼、不銹鋼等

受拉伸的構(gòu)件

兩固定端應(yīng)留有一定的活動余隙，否則由于內(nèi)膽的冷收縮拉桿受力太大，會在兩固定端產(chǎn)生很大應(yīng)力。技術(shù)關(guān)鍵：支承：沖擊、振動及冷補(bǔ)償支承構(gòu)件常選用熱導(dǎo)25低溫儲運(yùn)設(shè)備內(nèi)支承典型結(jié)構(gòu)低溫儲運(yùn)設(shè)備內(nèi)支承典型結(jié)構(gòu)26絕熱真空粉末絕熱：~35m真空纖維絕高真空多層絕熱:~45m3

多層絕熱阻光粉末纖維粉末纖維泡沫、粉末、纖維真空非真空10-510-410-310-210-11不同絕熱類型的有效導(dǎo)熱系數(shù)絕熱真空粉末絕熱：~35m多層絕熱阻光粉末粉末纖維泡沫、粉27真空粉末（或纖維）絕熱

優(yōu)點(diǎn)：不需要太高的真空度，易于對形狀復(fù)雜的表面絕熱缺點(diǎn)：震動負(fù)荷和反復(fù)熱循環(huán)后易沉降壓實(shí)多層絕熱優(yōu)點(diǎn)：絕熱性能優(yōu)裕，重量輕，與粉末絕熱比 相對預(yù)冷損失小，穩(wěn)定性好缺點(diǎn)：難以對復(fù)雜形狀絕熱，抽成 高真空不易，抽空工藝較復(fù)雜真空粉末（或纖維）絕熱優(yōu)點(diǎn)：不需要太高的真空度，缺點(diǎn)：震動28安全技術(shù)

流程與結(jié)構(gòu)內(nèi)膽安全閥內(nèi)膽防爆膜裝置絕熱夾套防爆膜裝置緊急切斷閥阻火器安全技術(shù)內(nèi)膽安全閥29流程設(shè)計(jì)液體輸送壓力輸送：轉(zhuǎn)注時間長，罐體設(shè)計(jì)壓力高泵送液體：轉(zhuǎn)注流量大、時間短泵后壓力高，適應(yīng)各種壓力儲槽泵前壓力要求低罐體設(shè)計(jì)壓力低整車造價高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜流程設(shè)計(jì)液體輸送壓力輸送：轉(zhuǎn)注時間長，罐體設(shè)計(jì)壓力高30

實(shí)例：產(chǎn)品名稱：半掛式40m3LNG槽車公稱容積：40m3有效容積：36m3（充裝系數(shù)：0.90）工作壓力：0.8MPa外形尺寸：1633524803886

(長寬高)實(shí)例：3140m3LNG半掛式槽車實(shí)物圖40m3LNG半掛式槽車實(shí)物圖32液化天然氣LNG儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案33LNG半掛式槽車儲罐結(jié)構(gòu)示意圖專利號：ZL00249960.61.外殼2.絕熱層3.內(nèi)膽4.徑向支承5.常溫吸氣劑6.軸向支承7.低溫吸氣劑LNG半掛式槽車儲罐結(jié)構(gòu)示意圖1.外殼2.絕熱層3.內(nèi)膽34半掛式40m3LNG槽車主要技術(shù)參數(shù)半掛式40m3LNG槽車主要技術(shù)參數(shù)35液化天然氣LNG儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案36

LNG槽車的發(fā)展方向大型化列車化高速化LNG槽車的發(fā)展方向大型化375、LNG無損儲存的研究無損儲存時間的影響因素漏熱量（日蒸發(fā)率）充滿率環(huán)境溫度容器使用壓力溫度分層低溫容器內(nèi)壓力的升高是無損儲存破壞的直接因素5、LNG無損儲存的研究無損儲存時間的影響因素低溫容器內(nèi)壓38臥式容器中低溫液體流動過程示意圖

臥式容器中低溫液體流動過程示意圖39模型

飽和均質(zhì)模型均相表面蒸發(fā)模型熱分層模型俄羅斯模型俄羅斯模型的修正模型模型40計(jì)算模型（修正模型）

計(jì)算模型（修正模型）41

可視化程序編制可視化程序編制426、需進(jìn)一步研究的問題我國LNG應(yīng)用開發(fā)較遲，雖然目前開發(fā)的幾種貯運(yùn)設(shè)備很快達(dá)到國際同類水平，但從整個國家利用天然氣資源、提高經(jīng)濟(jì)性來看，還與國際上存在差距。因此，在LNG儲運(yùn)設(shè)備的研究中，注重各種類型的LNG儲運(yùn)設(shè)備的研制外，并應(yīng)重點(diǎn)進(jìn)行以下幾方面的研究工作。6、需進(jìn)一步研究的問題我國LNG應(yīng)用開發(fā)較遲，雖然目43

LNG儲存非穩(wěn)定性的研究

LNG的遷移性（密度、導(dǎo)熱系數(shù)、粘性等）分層渦旋計(jì)算機(jī)模擬與試驗(yàn)工作LNG儲存非穩(wěn)定性的研究LNG的遷移性（密度、導(dǎo)熱系數(shù)、44

新型絕熱結(jié)構(gòu)與絕熱材料的研究新型支承結(jié)構(gòu)的研究LNG用配套閥門、儀表的研發(fā)新型絕熱結(jié)構(gòu)與絕熱材料的研究45液化天然氣LNG儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案液化天然氣LNG儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案46主要內(nèi)容一、前言二、LNG儲運(yùn)設(shè)備簡介三、立式LNG儲罐的設(shè)計(jì)四、LNG槽車的設(shè)計(jì)五、無損儲存的研究六、需進(jìn)一步研究的問題主要內(nèi)容471、前言天然氣儲運(yùn)方式氣態(tài)壓力儲運(yùn)（CNG）液化儲運(yùn)（LNG）吸附儲運(yùn)水合物儲運(yùn)（NGH）常用1、前言天然氣氣態(tài)壓力儲運(yùn)（CNG）液化儲運(yùn)（LNG）吸附儲48天然氣儲運(yùn)方法比較

天然氣儲運(yùn)方法比較49LNG儲運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約風(fēng)險性管線建設(shè)費(fèi)用使遠(yuǎn)洋LNG貿(mào)易成為可能LNG的清潔度高調(diào)峰冷量利用，效益明顯LNG儲運(yùn)的優(yōu)點(diǎn)：50LNG工業(yè)鏈

天然氣預(yù)處理、液化、儲存、運(yùn)輸、接收站、再汽化裝置LNG工業(yè)鏈天然氣預(yù)處理、液化、儲存、運(yùn)輸、接收站、51天然氣液化調(diào)峰型液化站基本負(fù)荷型液化工廠‘LNG儲存管網(wǎng)用戶LNG汽車LNG儲存LNG船接收站LNG儲存汽化站LNG加注站管網(wǎng)用戶LNG工業(yè)鏈天然氣液化調(diào)峰型液化站基本負(fù)荷型液化工廠‘LNG儲存管網(wǎng)用戶522、LNG儲運(yùn)設(shè)備簡介2.1LNG儲罐（槽）按容量分類

小型儲罐：5~50m3，常用于民用燃?xì)馄尽NG加注站中型儲罐：50~100m3，衛(wèi)星式液化站、工業(yè)燃?xì)庹敬笮蛢蓿?00~1000m3，小型LNG生產(chǎn)裝置大型儲槽：10000~40000m3，基本或調(diào)峰型液化裝置特大型儲槽：40000~200000m3，LNG接收站2、LNG儲運(yùn)設(shè)備簡介2.1LNG儲罐（槽）按容量分類53按絕熱結(jié)構(gòu)分類

真空粉末絕熱：小型LNG儲罐正壓堆積絕熱：大中型LNG儲罐與儲槽高真空多層絕熱：小型LNG儲罐按絕熱結(jié)構(gòu)分類54按儲罐（槽）的形狀分類

球形罐：中小容量，少量大型儲槽，如林德公司40000m3和日本NKK公司5000m3圓柱形罐（槽）：各種容量（包括子母罐）

按儲罐（槽）的形狀分類55按放置形式分類

地上型：地下型：半地下型、地下型、地下坑型

按放置形式分類562.2LNG運(yùn)輸設(shè)備LNG槽船——海上運(yùn)輸工具LNG船貯存方式常溫壓力式——全壓式低溫常壓式——全冷式低溫壓力式——半冷半壓式2.2LNG運(yùn)輸設(shè)備LNG槽船——海上運(yùn)輸工具LNG船常57LNG船型球形儲罐船薄膜型艙船LNG船型球形儲罐船薄膜型艙船58LNG槽車規(guī)格：30、35、40、45m3絕熱方式：真空纖維、真空粉末、高真空多層半掛式40m3LNG槽車LNG槽車規(guī)格：30、35、40、45m3半掛式40m359結(jié)構(gòu)基本與槽車儲槽相似靈活性目前國內(nèi)已開發(fā)出20英尺、40英尺罐箱LNG罐箱結(jié)構(gòu)基本與槽車儲槽相似LNG罐箱60LNG罐箱20英尺LNG罐箱LNG罐箱20英尺LNG罐箱61LNG管道輸送大量的天然氣輸送，采用液體輸送比氣體輸送更為經(jīng)濟(jì)，輸送量可提高3.5~3.7倍，并能節(jié)約投資2~4倍。一般采用單相流動的穩(wěn)定輸送，為了保證這一點(diǎn)，可以采用提高輸送壓力的方法，或使液體過冷，以及提高管道的保溫性能等措施。LNG管道輸送大量的天然氣輸送，采用液體輸送比62LNG管道輸送方式：

汽化器：加壓法泵送法：LNG泵冷態(tài)輸送法：節(jié)約了中間加壓站，降低了管道保溫要求，終點(diǎn)是低溫氣體，輸送費(fèi)用比液態(tài)輸送高1/3，比氣體輸送低60%。LNG管道輸送方式：63LNG輸送管道：

普通管道低溫絕熱管道堆積絕熱真空絕熱動態(tài)真空靜態(tài)真空LNG輸送管道：堆積絕熱真空絕熱動態(tài)真空靜態(tài)真空643、立式LNG儲罐的設(shè)計(jì)

容量：100m3

絕熱方式：真空粉末絕熱

LNG理論日蒸發(fā)率：<0.27%

內(nèi)筒、管道：0Cr18Ni9

外筒：20R

3、立式LNG儲罐的設(shè)計(jì)65100m3LNG儲罐實(shí)物圖100m3LNG儲罐實(shí)物圖66LIAPIPGLGHL23456789101112131415171816上進(jìn)液下進(jìn)液排液去氣罐增壓器去放空系統(tǒng)去回溫器來自氣儲罐增壓器11-外殼防爆裝置2-抽真空閥3-真空計(jì)閥4-金屬真空規(guī)5-低溫截止閥7、8、9-低溫截止閥10-自動調(diào)節(jié)閥11-低溫截止閥12-低溫角式截止閥13-安全閥14、15、16、17、18-低溫角式截止閥100m3LNG儲罐流程圖LIAPIPGLGH2345678910111213141567100m3LNG儲罐技術(shù)特性100m3LNG儲罐技術(shù)特性684、LNG槽車的設(shè)計(jì)LNG槽車運(yùn)載狀態(tài)一般是常壓，溫度約為112K的低溫。LNG又是易燃、易爆的介質(zhì)，運(yùn)輸中的安全可靠是至關(guān)重要的。4、LNG槽車的設(shè)計(jì)LNG槽車運(yùn)載狀態(tài)一般是常壓，溫69

技術(shù)關(guān)鍵：支承：沖擊、振動及冷補(bǔ)償

支承構(gòu)件常選用熱導(dǎo)率低而強(qiáng)度高的材料如玻璃鋼、不銹鋼等

受拉伸的構(gòu)件

兩固定端應(yīng)留有一定的活動余隙，否則由于內(nèi)膽的冷收縮拉桿受力太大，會在兩固定端產(chǎn)生很大應(yīng)力。技術(shù)關(guān)鍵：支承：沖擊、振動及冷補(bǔ)償支承構(gòu)件常選用熱導(dǎo)70低溫儲運(yùn)設(shè)備內(nèi)支承典型結(jié)構(gòu)低溫儲運(yùn)設(shè)備內(nèi)支承典型結(jié)構(gòu)71絕熱真空粉末絕熱：~35m真空纖維絕高真空多層絕熱:~45m3

多層絕熱阻光粉末纖維粉末纖維泡沫、粉末、纖維真空非真空10-510-410-310-210-11不同絕熱類型的有效導(dǎo)熱系數(shù)絕熱真空粉末絕熱：~35m多層絕熱阻光粉末粉末纖維泡沫、粉72真空粉末（或纖維）絕熱

優(yōu)點(diǎn)：不需要太高的真空度，易于對形狀復(fù)雜的表面絕熱缺點(diǎn)：震動負(fù)荷和反復(fù)熱循環(huán)后易沉降壓實(shí)多層絕熱優(yōu)點(diǎn)：絕熱性能優(yōu)裕，重量輕，與粉末絕熱比 相對預(yù)冷損失小，穩(wěn)定性好缺點(diǎn)：難以對復(fù)雜形狀絕熱，抽成 高真空不易，抽空工藝較復(fù)雜真空粉末（或纖維）絕熱優(yōu)點(diǎn)：不需要太高的真空度，缺點(diǎn)：震動73安全技術(shù)

流程與結(jié)構(gòu)內(nèi)膽安全閥內(nèi)膽防爆膜裝置絕熱夾套防爆膜裝置緊急切斷閥阻火器安全技術(shù)內(nèi)膽安全閥74流程設(shè)計(jì)液體輸送壓力輸送：轉(zhuǎn)注時間長，罐體設(shè)計(jì)壓力高泵送液體：轉(zhuǎn)注流量大、時間短泵后壓力高，適應(yīng)各種壓力儲槽泵前壓力要求低罐體設(shè)計(jì)壓力低整車造價高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜流程設(shè)計(jì)液體輸送壓力輸送：轉(zhuǎn)注時間長，罐體設(shè)計(jì)壓力高75

實(shí)例：產(chǎn)品名稱：半掛式40m3LNG槽車公稱容積：40m3有效容積：36m3（充裝系數(shù)：0.90）工作壓力：0.8MPa外形尺寸：1633524803886

(長寬高)實(shí)例：7640m3LNG半掛式槽車實(shí)物圖40m3LNG半掛式槽車實(shí)物圖77液化天然氣LNG儲運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案78LNG半掛式槽車儲罐結(jié)構(gòu)示意圖專利號：ZL00249960.61.外殼2.絕熱層3.內(nèi)膽4