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2m3液化天然气储罐区的安全设计知识讲解
全容LNG储罐特点:
(1)大大减小外部撞击、飞行物对罐的威胁。 (2)消防的喷淋不需要覆盖整个罐顶。 (3)混凝土顶储罐的内压可以设计得更高,减
少了BOG的量,减少了操作费用,而且由于 此压力高于LNG船舱压,BOG返回船舱不需 要增压机,减少了设备投资和操作费 (4)工期长
1、设计要求
(1)内罐 设计温度:-170℃~+60 ℃ 设计压力:29kPa(真空1.5kPa) (2)外罐 安全经受6h的外部火灾; 承受地震加速度0.21g; 承受风力70m/s; 抗渗性:当发生内罐LNG溢出时,外罐混凝土墙至少要保持
10cm厚不开裂并保持2MPa以上的平均压力; 日最大蒸发率≤0.05%(质量)
(3)设计标准
储罐的基本设计规范为BS7777。
其它相关规范有API620、ACI318、NFPA59A
2、内罐
(1)板材
内罐壁板材料为含镍9%的合金钢板,如广东大鹏 LNG接收站采用ASTM A553M Type 1。
按容量分类
(1)小型(5~50m3):常用于民用LNG 汽车加注 点 及民用燃气液化站等。
(2)中型(50~100m3):多用于工业燃气液化站。
(3)大型(100~1000m3):适用于小型LNG 生产 装置。
(4)大型(10000~40000m3):用于基本负荷型 和调峰型液化装置。
(5)特大型(40000~200000m3):用于LNG 接收 站。
抗拉强度 /MPa
L0 /%
低温韧性/-196℃ 低温冲击功 (J) 试样断口侧膨胀
690-830
≤20
≥70
0.381(mm)
(2)罐底
罐底铺设两层9%Ni钢板,厚度为6mm和5mm。 底板外圈为环板,两层底板中间为保温层、混 凝土层、热毡层和干沙层。
(3)罐壁
罐壁分层安装,分层 数按板材宽度而定。对于 容积16×104m3以上的全 容罐一般有10层。最底层 壁板厚度24.9mm,最上 层壁板厚度12mm。内罐 外壁用保温钉固定绝热保 温材料。
20000m3液化天然气储罐区的 安全设计
按容量分类
(1)小型(5~50m3):常用于民用LNG 汽车加注点 及民用燃气液化站等。
(2)中型(50~100m3):多用于工业燃气液化站。 (3)大型(100~1000m3):适用于小型LNG 生产装置。 (4)大型(10000~40000m3):用于基本负荷型和调
墙体环向采用同样规格的 钢绞线组成的VSL预应力后 张束,环向束没束围绕混凝 土墙体半圈,分别锚固于布 置成90o的四根竖向扶壁柱上。
墙体内置入预埋件以固定 防潮衬板及罐顶承压环
(3)罐顶
罐顶盖为钢筋混 凝土球面穹顶,支承 于预应力钢筋混凝土 圆形墙体上。球面穹 顶混凝土由H钢梁、 顶板及钢筋构成加强 结构,顶面上设有工 作台,放置运行控室 设备及仪表、阀等。
对于近40m高的墙体,需要分层从下至上逐 层浇筑。
2、安装承压环
在浇筑最上层墙体前,安装承压环。在按 照承压环结构分段预制,预埋螺栓焊接完成后, 吊装于罐壁顶部组装焊接,检验合格后进行混 凝土浇筑。
3.气升罐顶
罐顶结构在罐底预制完成后与罐壁密封,为防止气升 过程的倾斜、偏移,罐顶上均布平衡钢索,一端固定在罐 底中心,另一端固定在承压环上。使用鼓风机鼓风,在空 气压力下,罐顶匀速、平稳升起。罐顶到位后,与预埋于 墙体的顶部承压环固定、焊接。
储罐选型:全容罐
LNG储罐属常压、低温大型储罐
按结构型式分:单包容罐、双包容罐及全包容罐
安全性
中
中
高
占地
多
中
少
结构完整
低
中
高
性
操作费用
中
中
低
(一)全容罐结构
外罐-预应力 钢筋混凝土
内罐-9%Ni钢
保冷层-膨胀 珍珠岩、弹性 玻璃纤维或泡 沫玻璃砖等材 料绝热保温
1-混凝土罐顶盖; 2-金属顶; 3-悬挂式平台 4-玻璃丝保温层; 5-聚氨酯泡沫保温层; 6-18Cr-8Ni不锈钢薄膜; 7-混凝土侧墙; 8-混凝土隔离墙; 9-侧面加热系统; 10-混凝土底板; 11-底部加热器; 12-砂砾层
(4)罐顶
内罐顶部为悬挂式铝合金吊顶,以支撑罐 顶膨胀珍珠岩保温层。
3、外罐
(1)罐基础
坐基式
内罐底板直接坐落在基础上,为防止罐内的低温使土 壤冻胀,坐基式基础需要配置加热系统。
架空形
混凝土柱浇灌,可以不设加热系统
(2)罐墙壁
全容罐的外罐墙用预应力钢 筋混凝土制成。 墙体竖向采用VSL预应力后 张束,两端锚固于混凝土墙 底和顶部。
混凝土穹顶内设 有碳钢钢板内衬,施 工时作为模板,使用 时可以防止气体泄漏。
全容罐的建造
(一)外罐建造 (二)内罐建造 (三)焊接 (四)后续工作
(一)外罐建造
外罐建造
(一)外罐建造
1、墙体浇筑
外罐墙体浇筑是混凝土工作量最大的部分。 按照通常钢筋混凝土施工程序,在布置钢筋,安 装预应力护套、预埋件和模板后,进行混凝土浇 筑、养护。
峰型液化装置。 (5)特大型(40000~200000m3):用于LNG 接收站。
大型LNG储罐-圆柱形
设计内容
1)20000m3的储罐(含附件)选型及尺寸设计; 2)储罐区平面设计; 3)防火堤设计; 4)消防通道设计; 5)总平面设计; 6)罐区重大危险源辨识; 7)罐区危险性分析; 8)罐区的安全管理对策措施设计。
压缩空气吹升法,可减少高空作业工作量,所需施工 机具和设备少,对施工进度和安全有利。
吹顶风机启动
吹顶过程中
升顶到位固定
升顶即将到位测量
4、罐顶建造
罐顶为球面结构,H型钢作为钢梁,顶部铺碳 钢板,预板上焊接预埋螺栓,升顶后固定于浇筑 在混凝土罐壁顶部的承压环上。同时在罐底预制 铝合金吊顶,吊顶杆用螺栓连接于罐顶钢梁上, 然后将预制好的铝合金吊顶提升与吊顶杆连接。
9%Ni钢板( ASTM A553M Type 1)化学成分 %
C
Si
Mn
P
S
Mo
Ni
Cu
Cr
Al
Nb
V
Ti
Cr+Mo
≤0.13 ≤0.3
≤0.9 ≤0.01 ≤0.005 ≤0.12
6~10 ≤0.4
≤0.3
≥0.2 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.2
≤0.32
Rp 0.2% /MPa
≤585
9%Ni钢板( ASTM A55