儲(chǔ)罐是LNG氣化站的主要設(shè)備，占有較大的造價(jià)比例，應(yīng)高度重視儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)。

1、LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

LNG儲(chǔ)罐按結(jié)構(gòu)形式可分為地下儲(chǔ)罐、地上金屬儲(chǔ)罐和金屬預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐3類。地上LNG儲(chǔ)罐又分為金屬子母儲(chǔ)罐和金屬單罐2種。金屬子母儲(chǔ)罐是由3只以上子罐并列組裝在一個(gè)大型母罐(即外罐)之中，子罐通常為立式圓筒形，母罐為立式平底拱蓋圓筒形。子母罐多用于氣液化工廠。城市LNG氣化站的儲(chǔ)罐通常采用立式雙層金屬單罐，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于直立的暖瓶，內(nèi)罐支撐于外罐上，內(nèi)外罐之間是真空粉末絕熱層。儲(chǔ)罐容積有50m3和100m3，多采用100m3儲(chǔ)罐。

對(duì)于100m3立式儲(chǔ)罐，其內(nèi)罐內(nèi)徑為3000m。外罐內(nèi)徑為3200mm，罐體加支座總高度為17100mm，儲(chǔ)罐幾何容積為105.28m3。

2、設(shè)計(jì)壓力與計(jì)算壓力的確定

目前絕大部分100m3立式LNG儲(chǔ)罐的較高工作壓力為08MPa。按照GB150-1998《鋼制壓力容器》的規(guī)定，當(dāng)儲(chǔ)罐的較高工作壓力為0.8MPa時(shí)0.95，內(nèi)罐充裝LNG后的液柱凈壓力為0.062MPa，內(nèi)外罐之間壓力為5Pa，則內(nèi)罐的計(jì)算壓力為1.01MPa。

外罐的主要作用是以吊掛式或支撐式固定內(nèi)罐與絕熱材料，同時(shí)與內(nèi)罐形成高真空絕熱層。作用在外罐上的荷載主要為內(nèi)罐和介質(zhì)的重力荷載以及絕熱層的真空負(fù)壓。所以外罐為外壓容器，設(shè)計(jì)壓力為-0.1MPa。

3、100m3LNG儲(chǔ)罐的選材

正常操作時(shí)LNG儲(chǔ)罐的工作溫度為~162.3℃，一次投用前要用一196℃的液氮對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行預(yù)冷，則儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度為-196℃。內(nèi)罐既要承受介質(zhì)的工作壓力，又要承受LNG的低溫，要求內(nèi)罐材料具有良好的低溫綜合機(jī)械性能，尤其要具有良好的低溫韌性。

根據(jù)內(nèi)罐的計(jì)算壓力和所選材料，內(nèi)罐的計(jì)算厚度和設(shè)計(jì)厚度分別為11.1mm和12.0mm。

4、接管設(shè)計(jì)

開設(shè)在儲(chǔ)罐內(nèi)罐上的接管口有：上進(jìn)液口、下進(jìn)液口、出液口、氣相口、測滿口、上液位計(jì)口、下液位計(jì)口、工藝人孔8個(gè)接管口。內(nèi)罐上的接管材質(zhì)都為OCr18Ni9。

為便于定期測量真空度和抽真空，在外罐下封頭上開設(shè)有抽真空口(抽完真空后該管口被封閉)。為防止真空失效和內(nèi)罐介質(zhì)漏入外罐，在外罐上封頭設(shè)置裝置。

5、液位測量裝置設(shè)計(jì)

為防止儲(chǔ)罐內(nèi)LNG充裝過量或運(yùn)行中罐內(nèi)LNG太少危及儲(chǔ)罐和工藝系統(tǒng)，在儲(chǔ)罐上分別設(shè)置測滿口與差壓式液位計(jì)兩套單獨(dú)液位測量裝置，其靈敏度與性對(duì)LNG儲(chǔ)罐的至關(guān)重要。在向儲(chǔ)罐充裝LNG時(shí)，通過差壓式液位計(jì)所呈現(xiàn)的靜壓力讀數(shù)，可從靜壓力與充裝質(zhì)量對(duì)照表上直觀方便地讀出罐內(nèi)LNG的液面高度、體積和質(zhì)量。當(dāng)達(dá)到充裝上限時(shí)，LNG液體會(huì)從測滿口溢出，提醒操作人員手動(dòng)切斷進(jìn)料。儲(chǔ)罐自控系統(tǒng)還設(shè)有高限警報(bào)(充裝量為罐容的85%)、緊急切斷(充裝量為罐容的)、低限警報(bào)(剩余LNG量為罐容的10%)。

6、絕熱層設(shè)計(jì)

LNG儲(chǔ)罐的絕熱層有以下3種形式：

①高真空多層纏繞式絕熱層。多用于LNG槽車和罐式集裝箱車。

②正壓堆積絕熱層。這種絕熱方式是將絕熱材料堆積在內(nèi)外罐之間的夾層中，夾層通氮?dú)?，通常絕熱層較厚。廣泛應(yīng)用于大中型LNG儲(chǔ)罐和儲(chǔ)槽，例如立式金屬LNG子母儲(chǔ)罐。

③真空粉末絕熱層。常用的單罐公稱容積為100m3和50m3的圓筒形雙金屬LNG儲(chǔ)罐通常采用這種絕熱方式。在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)外罐之間的夾層中填充粉末(珠光砂)，然后將該夾層抽成高真空。通常用蒸發(fā)率來衡量儲(chǔ)罐的絕熱性能。