LNG儲罐是LNG接收站中的重要設(shè)備之一，在運行操作過程中，須監(jiān)控儲罐內(nèi)LNG溫度、密度分布，及時發(fā)現(xiàn)LNG分層，避免產(chǎn)生翻滾現(xiàn)象，防止造成LNG儲罐損壞。為此，分析LNG儲罐發(fā)生分層及翻滾的機理，以實際運行儲罐的分層數(shù)據(jù)，探討分層的產(chǎn)生后的發(fā)展趨勢及預(yù)測產(chǎn)生翻滾的時間，根據(jù)預(yù)測結(jié)果，給出實際運行中儲罐發(fā)生分層后的操作建議，。

1分層及翻滾產(chǎn)生原因

1.1分層產(chǎn)生的原因

1.1.1混合不均勻的LNG長時間儲存

不同產(chǎn)地、不同氣源的LNG卸料到同一儲罐，如果沒有混合均勻，由于組分的差別，尤其是氮含量差別較大，長時間儲存后，會產(chǎn)生分層。

針對同一氣源地或混合均勻的LNG，提出液體儲罐內(nèi)的瑞利數(shù)大于2000，則儲罐內(nèi)液體的自然對流會使儲罐內(nèi)的分層現(xiàn)象不可能發(fā)生。實際運行中的某儲罐靜置31天無外輸，儲罐內(nèi)的LNG只體現(xiàn)了正常的老化現(xiàn)象，無分層出現(xiàn)。也證明，對于含氮量不高(一般要求1%以下)的同一產(chǎn)地的LNG或不同產(chǎn)地混合均勻的LNG，由于儲罐內(nèi)的較強的自然對流，即使長時間的儲存也不易發(fā)生分層。

2不當?shù)倪M料方式

LNG儲罐有頂部進料和底部進料兩種卸料方式。若接卸的LNG密度大于儲罐內(nèi)LNG密度，采用底部進料；或接卸的LNG密度小于儲罐內(nèi)LNG密度，采用頂部進料，這兩種進料方式都會使LNG無法充分混合，造成分層。

2翻滾形成的機理

儲罐內(nèi)的LNG形成明顯分層后，儲罐內(nèi)部的整體的自然對流被，上下兩層對流單獨進行。上部密度輕的LNG由于罐頂和罐壁吸熱，輕組分揮發(fā)造成密度不斷增大；下部密度大的LNG吸收罐底和罐壁的熱量，但由于上層LNG靜壓的作用導(dǎo)致熱量無法釋放，溫度逐漸升高，密度不斷減小。

經(jīng)過一段時間后，上下層密度足夠接近，上下兩層混合，下層過飽和的LNG的能量得以釋放，瞬間產(chǎn)生大量的BOG，形成LNG儲罐翻滾現(xiàn)象。

2分層的發(fā)展趨勢及翻滾時間預(yù)測

2.1分層界面的確定

儲罐分層后，可以從儲罐管理系統(tǒng)(TMS)中讀出分層界面的高度、上下層LNG的密度及密度差。

2.2儲罐發(fā)生翻滾的時間預(yù)測

假定儲罐上下兩層LNG在分層界面間無傳質(zhì)和傳熱過程。

結(jié)論與建議

1)對于含氮量不高(一般要求1%以下)的同一產(chǎn)地的LNG或不同產(chǎn)地混合均勻的LNG，由于儲罐內(nèi)的較強的自然對流，較長時間的儲存也不易發(fā)生分層。如果接收站條件允許的情況，盡可能將不同產(chǎn)地的LNG分開儲存。

2)根據(jù)預(yù)測發(fā)生翻滾的時間，若在此時間內(nèi)，儲罐可外輸，優(yōu)先選擇外輸罐內(nèi)LNG來分層；若此時間內(nèi)無法外輸，立即進行罐內(nèi)自循環(huán)強制混合儲罐內(nèi)LNG，儲罐內(nèi)的LNG分層。

3)儲罐進料時，嚴格采用正確的進料方式，避免因不正確的進料方式造成儲罐分層；日常運行時，需密切關(guān)注罐壓、溫度及密度梯度；當儲罐出現(xiàn)分層，需立即措施來分層。