液化氣(LNG)是經(jīng)凈化、壓縮、升溫后的液態(tài)氣，經(jīng)液化其體積可縮小為原來的1/600。氣因其具有低污染、低消耗、燃燒、抗爆性好，液化后方便長(zhǎng)距離運(yùn)輸、儲(chǔ)存率高、占地少等優(yōu)點(diǎn)而受到世界各國(guó)青睞，近年LNG項(xiàng)目進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)時(shí)期。LNG低溫儲(chǔ)罐是LNG儲(chǔ)存運(yùn)輸過程中關(guān)鍵的核心設(shè)備，也是投資較多的設(shè)備。隨著世界各國(guó)對(duì)LNG需求量的日益增加，為兼顧儲(chǔ)罐的經(jīng)濟(jì)性和其建造技術(shù)，LNG儲(chǔ)罐的大型化是必然的趨勢(shì)。然而因LNG的超低溫性能和可燃性，加之LNG低溫儲(chǔ)罐建造的復(fù)雜性和施工困難性，其建造技術(shù)一直被少數(shù)企業(yè)壟斷。因此，增加LNG低溫儲(chǔ)罐的知識(shí)儲(chǔ)備，在我國(guó)現(xiàn)已投產(chǎn)的LNG低溫基礎(chǔ)上，總結(jié)大型低溫大型LNG低溫儲(chǔ)罐建造技術(shù)，對(duì)加快我國(guó)自主大型LNG低溫儲(chǔ)罐的建造有重要意義。

1LNG低溫儲(chǔ)罐的要求

1.1耐低溫

氣儲(chǔ)存可大致分為兩種，一種是常壓低溫，另一種是高壓常溫。與高壓儲(chǔ)存相比，常壓低溫的性較高，且可降低罐體的厚度，所以通常選擇常壓低溫的儲(chǔ)存方式。常壓下LNG的沸點(diǎn)為-162℃，這就要求儲(chǔ)罐要具備良好的耐低溫和保冷性能。

1.2性高

冷藏的LNG一旦發(fā)生泄露，其氣化量約為液態(tài)下的300倍，在空氣中形成自動(dòng)引爆的氣團(tuán)，非常危險(xiǎn)。所以，LNG低溫儲(chǔ)罐的相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中都對(duì)其性作出了嚴(yán)格要求。

1.3好

大型LNG低溫儲(chǔ)罐屬于設(shè)防類建筑，對(duì)其要求為在地震載荷作用下既小裂也小倒，這就要求為嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)和為的罐體結(jié)構(gòu)。

1.4施工要求嚴(yán)格

儲(chǔ)罐所有焊縫除需要進(jìn)行100%的MT檢測(cè)外還要附加100%真空氣密性檢測(cè)，此外，內(nèi)罐的罐壁板焊縫還要求100%的RT檢測(cè)。對(duì)于混凝土外罐要求能抵御一般性擊打和較高的抗壓及抗拉性能。

2LNG低溫儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)

LNG低溫儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中存在以下難點(diǎn)：LNG由于內(nèi)壓、地震和風(fēng)載荷引起的舉升力導(dǎo)致儲(chǔ)罐管體小穩(wěn)定；罐壁與罐底的角焊縫處應(yīng)力值較高、受力情況復(fù)雜，而且應(yīng)力值隨著液位高度的變化而發(fā)生變化。如上述區(qū)域存在缺陷，容易導(dǎo)致發(fā)生事故[m。此外，罐壁底邊緣板和罐壁板的受力也較大，應(yīng)引起足夠重視；罐體強(qiáng)度計(jì)算中的腐蝕余量?jī)H為罐內(nèi)介質(zhì)均勻腐蝕時(shí)的裕度，而沒有考慮沉積在罐底介質(zhì)中所含雜質(zhì)所造成的腐蝕。

3LNG低溫儲(chǔ)罐的形式

大型LNG低溫儲(chǔ)罐一般可分為四種類型：?jiǎn)稳莨蕖㈦p容罐、全容罐及薄膜罐。單容罐又可分為單壁罐和雙壁罐，雙壁罐的內(nèi)壁材質(zhì)一般為含9%的合金鋼，外壁為普通碳鋼，中問為保冷層，外壁小耐低溫僅起到保護(hù)保冷層的作用，在內(nèi)壁發(fā)生泄漏后小能起到防護(hù)作用。因此，雙壁罐易泄露。雙壁罐對(duì)裝卸LNG時(shí)參數(shù)穩(wěn)定性和檢測(cè)要求較高，而且罐問保持較大的距離，還需另設(shè)置圍堰，以控制內(nèi)罐泄漏時(shí)LNG的擴(kuò)散。這就增加了雙壁罐的運(yùn)營(yíng)成本和占地面積。該種儲(chǔ)罐在早期的LNG工程中大量采用，目前已較少使用。

雙容罐的內(nèi)外罐壁均耐低溫，當(dāng)內(nèi)罐發(fā)生泄漏時(shí)，外罐壁能夠阻比氣體泄漏到大氣中，性較單容罐有較大提升。此外，罐與罐、罐與其他設(shè)備問的距離也縮短，減少了占地面積。但因雙容罐結(jié)構(gòu)較單容罐復(fù)雜的多，其制造、安裝周期也較單容罐長(zhǎng)，造價(jià)較單容罐高。

全容罐按其外罐和罐頂材質(zhì)的小同又可分為雙金屬全容罐和預(yù)應(yīng)力混凝土全容罐。兩種全容罐的內(nèi)罐材質(zhì)均為9%Ni鋼，雙金屬全容罐外壁和頂蓋為鋼結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力混凝土全容罐外壁和頂蓋為預(yù)應(yīng)力混凝土。當(dāng)內(nèi)罐發(fā)生泄漏時(shí)，外罐可以儲(chǔ)存泄漏的LNG及蒸發(fā)氣，起到了雙層保護(hù)的作用。且該種罐的氣密性較好，LNG及蒸發(fā)氣的揮發(fā)量小，使得其距離也較小。此外，又因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力混凝土罐操作壓力較高，操作方便，所以較雙金屬全容罐，預(yù)應(yīng)力混凝土罐應(yīng)用為普遍。

薄膜儲(chǔ)罐是多用于地下罐，內(nèi)罐壁為小銹鋼薄膜，外罐為預(yù)應(yīng)力混凝土，中問層為保冷層。與全容罐小同的是內(nèi)罐體為盛LNG的薄膜，壓力由預(yù)應(yīng)力混凝土外罐壁承受。薄膜儲(chǔ)罐的和性校核，但其成本相對(duì)較高，施工周期也比較長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)LNG儲(chǔ)罐選址一般避開地震帶，薄膜罐的使用案例在國(guó)內(nèi)并小多見。

4LNG儲(chǔ)罐發(fā)展趨勢(shì)

近年來，隨著LNG低溫儲(chǔ)罐在設(shè)計(jì)、材料、施工等技術(shù)方而取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，使得LNG低溫儲(chǔ)罐的大型化成為可能。儲(chǔ)罐的大型化是大勢(shì)所趨，因其大型化有以下優(yōu)越：大型儲(chǔ)罐較等容積的多個(gè)小型儲(chǔ)罐占地面積小、蒸發(fā)率低，罐總數(shù)少，方便罐區(qū)的運(yùn)行管理及維修，同時(shí)儲(chǔ)罐的大型化還能節(jié)約材料，降低成本。此外，LNG運(yùn)輸船的容積和數(shù)量的增加也迫使儲(chǔ)罐大型化。