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大型LNG储罐结构及保冷性能研究

201909-0808:44:07

自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源称为一次能源或能源。石油、煤和气是当今世界一次能源的三大支柱,气在世界能源结构中位居位,所占比例已经超过24%。近年来随着世界经济的快速发展和人口数量的急剧增长,能源的需求量也在口益增长,同时煤与石油的价格不断上涨并造成严重的环境问题,能源结构逐步发生了变化,气作为一种清洁的能源已被广泛应用于燃料、发电、热泵和燃料电池等领域。据世界能源专家预测,大约在2020年以后,气在世界能源结构中的比重将会超过石油,成为世界一大能源,21世纪将成为“气的世纪”。

LNG(LiquefiedNaturalGas)是气工业的重要组成部分,它是将气田生产的气经过净化(脱水、脱烃和脱酸性气体)处理后,采用节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷液化而形成的。LNG是气的一种的储存和运输状态,它有利于气的远距离运输、有利于边远地区气的回收和降低气的储存成本,同时由于气在液化前进行了净化分离,所以它比管道输送的气为洁净。LNG产品的优点主要集中体现在四个方面:LNG用作气体燃料比CNG和LPG性能;用作城市燃气是一种清洁的能源,LNG与其它能源相比环境效益和能源利用效率都较高;用作化工原料可经过直接或间接转化生成合成氨、甲醇和烯烃等产品;用作燃料发电比烧煤发电具有高的利用效率和社会经济效益。

自2004年以来原油价格居高不下,导致LNG需求量快速增长,各国对LNG资源的争夺也口趋激烈。在新的市场环境下,为保证能源供应多元化和能源消费结构,一些能源消费大国越来越重视LNG的引进,大石油公司也纷纷将其利润增长点转向LNG行业,LNG将成为石油之后的下一个争夺的能源商品,目前LNG是增长较快的一次能源。在石油价格居高不下的形式之下,我国的能源危机越发显得严重,改革开放30年来,我国的经济有了很大的发展,当前经济持续快速的发展势头仍在继续,但是保障经济发展的能源动力却相对紧缺。随着对能源需求的不断增长,扩大LNG在能源中的占有量对优化我国的能源结构,解决能源供应和生态环境保护的双重问题,实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。

在标准大气压下,气冷却至约-162℃时会发生液化,此液态形式的气称为液化气。LNG无色、无味、且无腐蚀性,是多种物质的混合物,其主要成分是甲烷,也包括量的乙烷、丙烷和重质碳氢化合物,是公认的地球上较洁净的能源。

LNG的燃点为650℃,在空气中的爆炸限为4.7~15.0%。LNG一旦泄漏,将快速气化成为气体并向周围扩散,因大量吸热致使周围空气温度降低,大气中的水蒸气会冷凝成雾。气与空气混合形成可燃 气体混合物雾团,此雾团通常是可见的,可以作为可燃性云团的示踪物,指示出云团的范围,实际可燃性云团范围还要大一些,能随风向远处和天空扩散。当云团中气体积分数在5~15%范围内遇明火时,云团中的气会处于低速燃烧状态,形成的压力不超过5KPa,一般不会造成很大的爆炸危害。云团的化学性质稳定,与空气、水和其它液化气产品在化学上相容不会引起危险反应,与氯可能有危险反应。人体在接触到泄露的LNG后会被严重冻伤,高浓度的蒸气会使人晕眩困倦,还可能会造成空间缺氧从而使人窒息。

气在低温液化过程中已经脱除了硫等有害杂质,因此在燃烧过程中基本不排放二氧化硫和硫化氢等影响呼吸系统健康的气体及可吸入的悬浮微粒,其它有害气体的排放量也比石油和煤少很多,如氮氧化物仅为煤的20%、石油的50%,二氧化碳仅为煤的57%、石油的70%。因此,用LNG作燃料可的降低酸雨的形成并且不易造成温室效应。液化气是目前较理想、较切实际和较具前途的新兴能源。

作为LNG主要成分的甲烷,它本身是一种可燃的气体。甲烷对人体基本副作用,但浓度过高时,会造成空气中氧含量明显降低而使人窒息。当空气中甲烷浓度达到25-30%时,可引起头痛、乏力、头晕、呼吸和心跳加速等症状。若不及时远离,可导致窒息死亡。

LNG储罐是一种用于储存各种低温液体的压力容器,因此它的运用规矩,应该全部思考气体危险特性、低温维护作用、周围环境状况、压力容器特性等要素。 那么,低温储罐的具体运用规矩又是怎么的呢?

1、设备品种和防火距离

低温罐出产品种是乙类,较低耐火等级二级。低温罐间的防火距离,应不小于相邻两罐中较大罐的直径的一半。容积小于等于50m3的氧气储罐与其运用厂房的防火距离不限。氮气、氩气储罐的距离应满足施工和修补恳求,且不宜小于2m。

2、防雷

低温罐的区域要有防雷接地装置,每年要约请有天资单位定期检查接地电阻。低温储罐上的设备、管道、阀门上的法兰联接和螺纹联接处,应选用金属导线跨接,其跨连电阻应小于0。03Ω。

树立严厉的低温钢材料的发放、收回以及现场处理准则,关于低温压力容器的制造来讲是首要的质量保证方法。特别在制造现场,因为低温钢材与一般钢材简略稠浊,如不严加处答理留下很大的事故隐患。低温钢材和焊条应专人专库处理,经技能交底后,施工人员和相关处理人员应熟识低温钢材和焊条的标识,以防与其他钢材稠浊。材料进出库要记载台帐,剩余材料要及时进行标识移植。低温钢材表面质量恳求高,低温钢材储运过程中应维护好表面并选用色标进行标识。下料、切开应在材料处理人员监督下进行,并及时进行色标移植,低温钢材表而不允许打钢印作标识。钢板材、半成品按批号、规范分类上架堆积,预制,加工成形的材料用胎具支架存放,禁止低温钢材料特别是焊接材料直接置于地上。支架离地上和墙面的距离不该小于300mm 。焊条库设置符合相关焊材处理规矩,库内温度不得低于10℃ ,相对湿度不大于60% ,并做好记载。焊条运用前按规矩温度烘干2 小时,烘干后放置于恒温单调箱内(100——150℃)。


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