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1、液化天然气（LNG）储运设备的设计,李兆慈 石油大学（北京）,主要内容 一、前言 二、LNG储运设备简介 三、立式LNG储罐的设计 四、LNG槽车的设计 五、无损储存的研究 六、需进一步研究的问题,1、前言,天然气 储运方式,气态压力储运（CNG）,液化储运（LNG）,吸附储运,水合物储运（NGH）,常用,天然气储运方法比较,LNG储运的优点： 节约风险性管线建设费用 使远洋LNG贸易成为可能 LNG的清洁度高 调峰 冷量利用，效益明显,LNG工业链,天然气预处理、液化、储存、运输、接收站、再汽化装置,LNG工业链,2、LNG储运设备简介,2.1 LNG储罐（槽）,按容量分类 小型储罐：550
2、m3，常用于民用燃气汽化站、 LNG加注站 中型储罐：50100m3，卫星式液化站、工业燃气站 大型储罐：1001000m3，小型LNG生产装置 大型储槽：1000040000m3，基本或调峰型液化装置 特大型储槽：40000200000m3，LNG接收站,按绝热结构分类 真空粉末绝热：小型LNG储罐 正压堆积绝热：大中型LNG储罐与储槽 高真空多层绝热：小型LNG储罐,按储罐（槽）的形状分类 球形罐：中小容量，少量大型储槽，如林德公司 40000m3和日本NKK公司5000m3 圆柱形罐（槽）：各种容量（包括子母罐）,按放置形式分类 地上型： 地下型：半地下型、地下型、地下坑型,2.2 LN
3、G运输设备,LNG槽船海上运输工具,LNG船 贮存方式,常温压力式全压式 低温常压式全冷式 低温压力式半冷半压式,LNG船型,球形储罐船,薄膜型舱船,LNG槽车,规格：30、35、40、45m3 绝热方式：真空纤维、真空粉末、高真空多层,半挂式40m3 LNG槽车,结构基本与槽车储槽相似 灵活性 目前国内已开发出20英尺、40英尺罐箱,LNG罐箱,LNG罐箱,20英尺LNG罐箱,LNG管道输送,大量的天然气输送，采用液体输送比气体输送更为经济，输送量可提高3.53.7倍，并能节约投资24倍。一般采用单相流动的稳定输送，为了保证这一点，可以采用提高输送压力的方法，或使液体过冷，以及提高管道的保温
4、性能等措施。,LNG管道输送方式： 汽化器：加压法 泵送法：LNG泵 冷态输送法：节约了中间加压站，降低了管 道保温要求，终点是低温气体，输送 费用比液态输送高1/3，比气体输送 低60%。,LNG输送管道： 普通管道 低温绝热管道,堆积绝热,真空绝热,动态真空,静态真空,3、立式LNG储罐的设计,容量：100m3 绝热方式：真空粉末绝热 LNG理论日蒸发率：0.27% 内筒、管道：0Cr18Ni9 外筒：20R,100m3LNG储罐实物图,100m3 LNG 储罐流程图,100m3LNG储罐技术特性,4、LNG槽车的设计,LNG槽车运载状态一般是常压，温度约为112K的低温。LNG又是易燃、
5、易爆的介质，运输中的安全可靠是至关重要的。,技术关键：,支承：冲击、振动及冷补偿,支承构件 常选用热导率低而强度高的材料如玻璃钢、不锈钢等,受拉伸的构件 两固定端 应留有一定的活动余隙，否则由于内胆的冷收缩拉杆受力太大，会在两固定端产生很大应力。,低温储运设备内支承典型结构,绝热,真空粉末绝热： 35m 真空纤维绝 高真空多层绝热: 45m3,不同绝热类型的有效导热系数,真空粉末（或纤维）绝热,优点：不需要太高的真空度， 易于对形状复杂的表面绝热,缺点：震动负荷和反复热循环后易沉降压实,多层绝热,优点：绝热性能优裕，重量轻，与粉末绝热比 相对预冷损失小，稳定性好,缺点：难以对复杂形状绝热，抽成
6、 高真空不易，抽空工艺较复杂,安全技术 流程与结构,内胆安全阀 内胆防爆膜装置 绝热夹套防爆膜装置 紧急切断阀 阻火器,流程设计,液体输送,压力输送：转注时间长，罐体设计压力高 泵送液体：转注流量大、时间短 泵后压力高，适应各种压力储槽 泵前压力要求低 罐体设计压力低 整车造价高、结构较复杂,实例： 产品名称：半挂式40m3LNG槽车 公称容积：40m3 有效容积：36m3（充装系数：0.90） 工作压力：0.8MPa 外形尺寸：1633524803886 (长宽高),40m3LNG半挂式槽车实物图,LNG半挂式槽车储罐结构示意图 专利号：ZL00249960.6,1.外壳 2.绝热层 3.内
7、胆 4.径向支承 5.常温吸气剂 6.轴向支承 7.低温吸气剂,半挂式40m3LNG槽车主要技术参数,LNG槽车的发展方向,大型化 列车化 高速化,5、LNG无损储存的研究,无损储存时间的影响因素 漏热量（日蒸发率） 充满率 环境温度 容器使用压力 温度分层,低温容器内压力的升高是无损储存破坏的直接因素,卧式容器中低温液体流动过程示意图,模型 饱和均质模型 均相表面蒸发模型 热分层模型 俄罗斯模型 俄罗斯模型的修正模型,计算模型（修正模型）,可视化程序编制,6、需进一步研究的问题,我国LNG应用开发较迟，虽然目前开发的几种贮运设备很快达到国际同类水平，但从整个国家利用天然气资源、提高经济性来看，还与国际上存在差距。因此，在LNG储运设备的研究中，注重各种类型的LNG储运设备的研制外，并应重点进行以下几方面的研究工作。,LNG储存非稳定性的研究,LNG的迁移性（密度、导热系数、粘性等） 分层 涡旋 计算机模拟与试验工作,新型绝热结构与绝热材料的研究 新型支承结构的研究 LNG用配套阀门、仪表的研发,谢谢！,