液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案

液化天然氣（LNG）儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備設(shè)計(jì)李兆慈石油大學(xué)（北京）液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第1頁(yè)主要內(nèi)容一、序言二、LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備介紹三、立式LNG儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)四、LNG槽車(chē)設(shè)計(jì)五、無(wú)損儲(chǔ)存研究六、需深入研究問(wèn)題液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第2頁(yè)1、序言天然氣儲(chǔ)運(yùn)方式氣態(tài)壓力儲(chǔ)運(yùn)（CNG）液化儲(chǔ)運(yùn)（LNG）吸附儲(chǔ)運(yùn)水合物儲(chǔ)運(yùn)（NGH）慣用液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第3頁(yè)天然氣儲(chǔ)運(yùn)方法比較

液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第4頁(yè)LNG儲(chǔ)運(yùn)優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約風(fēng)險(xiǎn)性管線(xiàn)建設(shè)費(fèi)用使遠(yuǎn)洋LNG貿(mào)易成為可能LNG清潔度高調(diào)峰冷量利用，效益顯著液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第5頁(yè)LNG工業(yè)鏈

天然氣預(yù)處理、液化、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、接收站、再汽化裝置液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第6頁(yè)天然氣液化調(diào)峰型液化站基本負(fù)荷型液化工廠(chǎng)‘LNG儲(chǔ)存管網(wǎng)用戶(hù)LNG汽車(chē)LNG儲(chǔ)存LNG船接收站LNG儲(chǔ)存汽化站LNG加注站管網(wǎng)用戶(hù)LNG工業(yè)鏈液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第7頁(yè)2、LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備介紹2.1LNG儲(chǔ)罐（槽）按容量分類(lèi)

小型儲(chǔ)罐：5~50m3，慣用于民用燃?xì)馄?、LNG加注站中型儲(chǔ)罐：50~100m3，衛(wèi)星式液化站、工業(yè)燃?xì)庹敬笮蛢?chǔ)罐：100~1000m3，小型LNG生產(chǎn)裝置大型儲(chǔ)槽：10000~40000m3，基本或調(diào)峰型液化裝置特大型儲(chǔ)槽：40000~00m3，LNG接收站液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第8頁(yè)按絕熱結(jié)構(gòu)分類(lèi)

真空粉末絕熱：小型LNG儲(chǔ)罐正壓堆積絕熱：大中型LNG儲(chǔ)罐與儲(chǔ)槽高真空多層絕熱：小型LNG儲(chǔ)罐液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第9頁(yè)按儲(chǔ)罐（槽）形狀分類(lèi)

球形罐：中小容量，少許大型儲(chǔ)槽，如林德企業(yè)40000m3和日本NKK企業(yè)5000m3圓柱形罐（槽）：各種容量（包含子母罐）

液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第10頁(yè)按放置形式分類(lèi)

地上型：地下型：半地下型、地下型、地下坑型

液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第11頁(yè)2.2LNG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——半冷半壓式液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第12頁(yè)LNG船型球形儲(chǔ)罐船薄膜型艙船液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第13頁(yè)LNG槽車(chē)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(chē)液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第14頁(yè)結(jié)構(gòu)基本與槽車(chē)儲(chǔ)槽相同靈活性當(dāng)前國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)出20英尺、40英尺罐箱LNG罐箱液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第15頁(yè)LNG罐箱20英尺LNG罐箱液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第16頁(yè)LNG管道輸送大量天然氣輸送，采取液體輸送比氣體輸送更為經(jīng)濟(jì)，輸送量可提升3.5~3.7倍，并能節(jié)約投資2~4倍。普通采取單相流動(dòng)穩(wěn)定輸送，為了確保這一點(diǎn)，能夠采取提升輸送壓力方法，或使液體過(guò)冷，以及提升管道保溫性能等辦法。液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第17頁(yè)LNG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%。液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第18頁(yè)LNG輸送管道：

普通管道低溫絕熱管道堆積絕熱真空絕熱動(dòng)態(tài)真空靜態(tài)真空液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第19頁(yè)3、立式LNG儲(chǔ)罐設(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

液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第20頁(yè)100m3LNG儲(chǔ)罐實(shí)物圖液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第21頁(yè)LIAPIPGLGHL23456789101112131415171816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(lái)自氣儲(chǔ)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(dòng)調(diào)整閥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(chǔ)罐流程圖液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第22頁(yè)100m3LNG儲(chǔ)罐技術(shù)特征液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第23頁(yè)4、LNG槽車(chē)設(shè)計(jì)LNG槽車(chē)運(yùn)載狀態(tài)普通是常壓，溫度約為112K低溫。LNG又是易燃、易爆介質(zhì)，運(yùn)輸中安全可靠是至關(guān)主要。液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第24頁(yè)

技術(shù)關(guān)鍵：支承：沖擊、振動(dòng)及冷賠償

支承構(gòu)件常選取熱導(dǎo)率低而強(qiáng)度高材料如玻璃鋼、不銹鋼等

受拉伸構(gòu)件

兩固定端應(yīng)留有一定活動(dòng)余隙，不然因?yàn)閮?nèi)膽冷收縮拉桿受力太大，會(huì)在兩固定端產(chǎn)生很大應(yīng)力。液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第25頁(yè)低溫儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備內(nèi)支承經(jīng)典結(jié)構(gòu)液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第26頁(yè)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不一樣絕熱類(lèi)型有效導(dǎo)熱系數(shù)液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第27頁(yè)真空粉末（或纖維）絕熱

優(yōu)點(diǎn)：不需要太高真空度，易于對(duì)形狀復(fù)雜表面絕熱缺點(diǎn)：震動(dòng)負(fù)荷和重復(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(duì)預(yù)冷損失小，穩(wěn)定性好缺點(diǎn)：難以對(duì)復(fù)雜形狀絕熱，抽成 高真空不易，抽閑工藝較復(fù)雜液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第28頁(yè)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迫斷閥阻火器液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第29頁(yè)流程設(shè)計(jì)液體輸送壓力輸送：轉(zhuǎn)注時(shí)間長(zhǎng)，罐體設(shè)計(jì)壓力高泵送液體：轉(zhuǎn)注流量大、時(shí)間短泵后壓力高，適應(yīng)各種壓力儲(chǔ)槽泵前壓力要求低罐體設(shè)計(jì)壓力低整車(chē)造價(jià)高、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第30頁(yè)

實(shí)例：產(chǎn)品名稱(chēng)：半掛式40m3LNG槽車(chē)公稱(chēng)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：16335

2480

3886

(長(zhǎng)

寬

高)液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第31頁(yè)40m3LNG半掛式槽車(chē)實(shí)物圖液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第32頁(yè)液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第33頁(yè)LNG半掛式槽車(chē)儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)示意圖專(zhuān)利號(hào)：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.低溫吸氣劑液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第34頁(yè)半掛式40m3LNG槽車(chē)主要技術(shù)參數(shù)液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第35頁(yè)液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第36頁(yè)

LNG槽車(chē)發(fā)展方向大型化列車(chē)化高速化液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第37頁(yè)5、LNG無(wú)損儲(chǔ)存研究無(wú)損儲(chǔ)存時(shí)間影響原因漏熱量（日蒸發(fā)率）充滿(mǎn)率環(huán)境溫度容器使用壓力溫度分層低溫容器內(nèi)壓力升高是無(wú)損儲(chǔ)存破壞直接原因液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第38頁(yè)臥式容器中低溫液體流動(dòng)過(guò)程示意圖

液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第39頁(yè)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修正模型液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第40頁(yè)計(jì)算模型（修正模型）

液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第41頁(yè)

可視化程序編制液化天然氣LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案第42頁(yè)6、需深入研究問(wèn)題我國(guó)LNG應(yīng)用開(kāi)發(fā)較遲，即使當(dāng)前開(kāi)發(fā)幾個(gè)貯運(yùn)設(shè)備很快到達(dá)國(guó)際同類(lèi)水平，但從整個(gè)國(guó)家利用天然氣資源、提升經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，還與國(guó)際上存在差距。所以，在LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備研究中，重視各種類(lèi)型LNG儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備研制外，并應(yīng)重