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验证LNG低温储罐的绝热性能

摘 要:LNG低温储罐的保冷性能直接影响到BOG压缩机的能耗,本文通过探讨LNG低温储罐的绝热性能,详细分析影响LNG低温储罐自然漏热的各种因素,来验证LNG低温储罐的绝热性能。

  随着中国经济的快速增长,国家对能源结构的调整和对环境保护的要求日益提高,天然气作为清洁的能源燃料得到了快速的发展。液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG)是经净化和液化处理形成的液态天然气,主要成分为甲烷,常压下LNG的体积约为标准状况下气态体积的1/600,温度在-162.5℃左右,LNG生产厂通常将产品储存在LNG低温储罐中。储罐常为微正压低温状态,罐壁部有绝热保温材料覆盖,以减少外界环境与之热量传递造成LNG气化,因此在设计和建造时必须考虑绝热保冷性能。

  LNG低温储罐的绝热保冷性能会直接影响能耗。对于低温储罐,热量会通过传导、对流、辐射等方式传入储罐内部,从而导致部分的LNG气化成气体(Boil of Gas,简称:BOG)。对于大型LNG低温储罐,国际上通常要求以满罐为基准的每天罐内LNG气化率(见表1)

 

  以地上型的全包容混凝土顶9%镍钢LNG储罐为例,进行LNG低温储罐的绝热性能验证。

  低温绝热罐绝热设计

  外界热量漏入LNG低温储罐主要有三个途径:储罐顶部、侧面和底部。

  (1)低温出罐底部主要是通过传导的方式进行热传递。我厂LNG低温储罐底部采用刚性泡沫玻璃作为绝热材料,其耐压强度足够承受液体和罐壁的重量;内罐壁下是一层珍珠岩混凝土支撑圈,用以支撑整个内罐壁的重量;此外,底部还使用沥青抹面层、防潮铝箔等材料。整个储罐置于混凝土基础之上,为了防止混凝土在低温下发生形变,在基础内设电伴热系统,使基础的温度不低于3℃。所以验证计算时同样考虑了这些材料对底部传热的影响。

  (2)储罐顶部采用混凝土顶,内建的绝热材料主要是玻璃纤维毡。对于顶部的传热,验证计算时考虑了太阳辐射的影响。

  (3)储罐侧面的绝热材料主要采用膨胀的珍珠岩粉末,并且在内罐壁外侧安装纤维毡,用来防止珍珠岩与内罐壁直接产生摩擦而损坏内罐壁。此外,由于侧面长期暴露在环境中,所以验证计算时同样考虑到了太阳辐射的影响。

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