3.1.3LNG储罐的选材
正常操作时LNG储罐的工作温度为一162．3℃，第一次投用前要用一196℃的液氮对储罐进行预冷，则储罐的设计温度为一196℃。内罐既要承受介质的工作压力，又要承受LNG的低温，要求内罐材料必须具有良好的低温综合机械性能，尤其要具有良好的低温韧性，因此内罐材料采用0Crl8Ni9，相当于ASME(美国机械工程师协会)标准的304。
根据内罐的计算压力和所选材料，内罐的计算厚度和设计厚度分别为11．1 mm和12．O mm。作为常温外压容器，外罐材料选用低合金容器钢16MnR，其设计厚度为10．0 mm。
3.1.4LNG储罐接管设计
开设在储罐内罐上的接管口有：上进液口、下进液口、出液口、气相口、测满口、上液位计口、下液位计口、工艺人孔8个接管口。内罐上的接管材质都为OCrl8Ni9。
为便于定期测量真空度和抽真空，在外罐下封头上开设有抽真空口(抽完真空后该管口被封闭)。为防止真空失效和内罐介质漏入外罐，在外罐上封头设置防爆装置。
3.1.5LNG储罐液位测量装置设计
为防止储罐内LNG充装过量或运行中罐内LNG太少危及储罐和工艺系统安全，在储罐上分别设置测满口与差压式液位计两套独立液位测量装置…，其灵敏度与可靠性对LNG储罐的安全至关重要。在向储罐充装LNG时，通过差压式液位计所显示的静压力读数，可从静压力与充装质量对照表上直观方便地读出罐内LNG的液面高度、体积和质量。当达到充装上限时，LNG液体会从测满口溢出，提醒操作人员手动切断进料。储罐自控系统还设有高限报警(充装量为罐容的85％)、紧急切断(充装量为罐容的95％)、低限报警(剩余LNG量为罐容的10％)。
3.1.6LNG储罐绝热层设计
LNG储罐的绝热层有以下3种形式：
①高真空多层缠绕式绝热层。多用于LNG槽车和罐式集装箱车。
②正压堆积绝热层。这种绝热方式是将绝热材料堆积在内外罐之间的夹层中，夹层通氮气，通常绝热层较厚。广泛应用于大中型LNG储罐和储槽，例如立式金属LNG子母储罐。
③真空粉末绝热层。常用的单罐公称容积为100 m3。和50 m3。的圆筒形双金属LNG储罐通常采用这种绝热方式。在LNG储罐内外罐之间的夹层中填充粉末(珠光砂)，然后将该夹层抽成高真空。通常用蒸发率来衡量储罐的绝热性能。目前国产LNG储罐的日静态蒸发率体积分数≤O．3％。
3.2BOG缓冲罐
对于调峰型LNG气化站，为了回收非调峰期接卸槽车的余气和储罐中的BOG(Boil Off Gas，蒸发气体)，或对于天然气混气站为了均匀混气，常在BOG加热器的出口增设BOG缓冲罐，其容量按回收槽车余气量设置。
3.3储罐增压气化器
按100 m3的LNG储罐装满90 m3的LNG后，在30 min内将10 m3。气相空间的压力由卸车状态的0．4 MPa升压至工作状态的0．6 MPa进行计算。据计算结果，每台储罐选用1台气化量为200 m3／h的空温式气化器为储罐增压，LNG进增压气化器的温度为一162．3℃，气态天然气出增压气化器的温度为一145 ℃。
设计多采用l台LNG储罐带1台增压气化器。也可多台储罐共用1台或1组气化器增压，通过阀门切换，可简化流程，减少设备，降低造价。
3.4卸车增压气化器
由于LNG集装箱罐车上不配备增压装置，因此站内设置气化量为300 m3／h的卸车增压气化器，将罐车压力增至0．6 MPa。LNG进气化器温度为一162．3℃，气态天然气出气化器温度为一145℃。
3.5 BOG加热器
由于站内BOG发生量最大的是回收槽车卸车后的气相天然气，故BOG空温式加热器的设计能力按此进行计算，回收槽车卸车后的气相天然气的时间按30 min计。以1台40 m。的槽车压力从0．6MPa降至0．3 MPa为例，计算出所需BOG空温式气化器的能力为240 ma／h。一般根据气化站可同时接卸槽车的数量选用BOG空温式加热器。通常BOG加热器的加热能力为500～1 000 m3／h。在冬季使用水浴式天然气加热器时，将BOG用作热水锅炉的燃料，其余季节送入城市输配管网。
3.6空温式气化器
空温式气化器是LNG气化站向城市供气的主要气化设施。气化器的气化能力按高峰小时用气量确定，并留有一定的余量，通常按高峰小时用气量的1．3～1．5倍确定。单台气化器的气化能力按2 000m3／h计算，2—4台为一组，设计上配置2～3组，相互切换使用。
3.6水浴式天然气加热器
当环境温度较低，空温式气化器出口气态天然气温度低于5℃时，在空温式气化器后串联水浴式天然气加热器，对气化后的天然气进行加热。加热器的加热能力按高峰小时用气量的1．3～1．5倍确定。
3.7安全放散气体(EAG)加热器
LNG是以甲烷为主的液态混合物，常压下的沸点温度为一161．5℃，常压下储存温度为一162．3 cC，密度约430 k∥m。。当LNG气化为气态天然气时，其临界浮力温度为一107℃。当气态天然气温度高于一107℃时，气态天然气比空气轻，将从泄漏处上升飘走。当气态天然气温度低于一107℃时，气态天然气比空气重，低温气态天然气会向下积聚，与空气形成可燃性爆炸物。为了防止安全阀放空的低温气态天然气向下积聚形成爆炸性混合物，设置1台空温式安全放散气体加热器，放散气体先通过该加热器加热，使其密度小于空气，然后再引入高空放散。
EAG空温式加热器设备能力按100 m3储罐的最大安全放散量进行计算。经计算，100 m3。储罐的安全放散量为500 m3／h，设计中选择气化量为500m3／h的空温式加热器1台。进加热器气体温度取一145℃，出加热器气体温度取一15℃。
对于南方不设EAG加热装置的LNG气化站，为了防止安全阀起跳后放出的低温LNG气液混合物冷灼伤操作人员，应将单个安全阀放散管和储罐放散管接入集中放散总管放散。
3.8调压、计量与加臭装置
根据LNG气化站的规模选择调压装置。通常设置2路调压装置，调压器选用带指挥器、超压切断的自力式调压器。
计量采用涡轮流量计。加臭剂采用四氢噻吩，加臭以隔膜式计量泵为动力，根据流量信号将加臭剂注入燃气管道中。
4 .LNG气化站的阀门与管材管件选型设计
4．1 阀门选型设计
工艺系统阀门应满足输送LNG的压力和流量要求，同时必须具备耐-196℃的低温性能。常用的LNG阀门主要有增压调节阀、减压调节阀、紧急切断阀、低温截止阀、安全阀、止回阀等。阀门材料为0Cr18Ni9。
4.2 管材、管件、法兰选型设计
①介质温度≤-20℃的管道采用输送流体用不锈钢无缝钢管(GB/T 14976—2002)，材质为0Cr18Ni9。管件均采用材质为0crl8Ni9的无缝冲压管件(GB/T 12459—90)。法兰采用凹凸面长颈对焊钢制管法兰(HG 20592—97)，其材质为0Cr18Ni9。法兰密封垫片采用金属缠绕式垫片，材质为0crl8Ni9。紧固件采用专用双头螺柱、螺母，材质为0Crl8Ni9。
②介质温度>-20℃的工艺管道，当公称直径≤200 mm时，采用输送流体用无缝钢管(GB/T8163—1999)，材质为20号钢；当公称径>200mm时采用焊接钢管(GB/T 3041—2001)，材质为Q235B。管件均采用材质为20号钢的无缝冲压管件(GB/T 12459—90)。法兰采用凸面带颈对焊钢制管法兰(HG 20592—97)，材质为20号钢。法兰密封垫片采用柔性石墨复合垫片(HG 20629—97)。
LNG工艺管道安装除必要的法兰连接外，均采用焊接连接。低温工艺管道用聚氨酯绝热管托和复合聚乙烯绝热管壳进行绝热。碳素钢工艺管道作防腐处理。
4.3冷收缩问题
LNG管道通常采用奥氏体不锈钢管，材质为0crl8Ni9，虽然其具有优异的低温机械性能，但冷收缩率高达0．003。站区LNG管道在常温下安装，在低温下运行，前后温差高达180℃，存在着较大的冷收缩量和温差应力，通常采用“门形”补偿装置补偿工艺管道的冷收缩。
回答者:马玮才 2013-10-14 相关问答:
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