LNG儲罐
目前應用的絕大多數(shù)LNG儲罐可分為兩類：單容積和全容積，兩種儲罐的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
近年來，大部分LNG儲罐設(shè)計成全容積式。單容積和全容積儲罐都是雙壁儲罐，然而，在事故狀態(tài)下，兩種儲罐容納液體和氣體的能力是不同的。
在單容積儲罐設(shè)計中，外部儲罐僅為容納氣體設(shè)計。在這種結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部儲罐的事故將導致外部儲罐的事故。常規(guī)的內(nèi)置儲罐是用9％鎳鋼制造，而外置罐用碳鋼制造。外置儲罐的設(shè)計是用來隔離和容納氣體(不是液體)，因此這種結(jié)構(gòu)需要兩級容器。
全容積儲罐的內(nèi)置儲罐與單容積儲罐的設(shè)計是一樣的，都是自立式9%鎳鋼罐。然而，周圍的預應力混凝土罐是用來容納氣體和液體。常規(guī)的混凝土罐也有一個碳鋼襯層，并有一個狹窄的9%鎳鋼襯板來保護底部邊角免受熱沖擊。在內(nèi)外罐之間用珍珠巖隔熱材料填充。
4.1 儲罐安全措施
LNG儲罐具有很多安全設(shè)計特征，例如：
-儲罐周圍的混凝土墻能容納全部或更多的LNG儲罐存儲量
-儲罐的所有開口例如液體輸入和輸出管線以及儀表安裝都穿過頂蓋，也就是說，在預應力混凝土外殼和9％鎳鋼底部沒有開口
-壓力和動態(tài)變送器以及熱電偶檢測儲罐的各個部分。任何不正常的運行狀態(tài)都將被檢測和報警-全廠運行聯(lián)鎖設(shè)計用來防止儲罐不安全工作和過滿以及超壓
-壓力控制閥和PSVs
4.2 翻滾
在LNG儲存中，翻滾是一個主要的安全問題。通過進一步研究，該現(xiàn)象已被人們很好地認識，在儲罐中它將引起大量的氣體突然轉(zhuǎn)變并導致罐結(jié)構(gòu)破壞，因輸送到儲罐的LNG成分不同而導致的分層引起翻滾。由于熱量損失，超過一個周期的時間，LNG的底層將變的特別熱。當這個過飽和底層(由于靜壓頭不會氣化)因溫度相同而突然升到頂部時，將會迅速產(chǎn)生大量的氣體。
計算機模型已經(jīng)發(fā)展到能夠預測突變發(fā)生的時間、分層和氣體釋放率。然而，在突變時的氣體釋放率峰值很難精確預測。因此，為避免突變的發(fā)生，在設(shè)計時預防是必要的。
顯然，要避免突變的一個方法是只卸到空罐里或通過分離等濃度液體。但此法將成倍增大儲罐的投資，事實上這個選擇已經(jīng)受到限制。
使用的一些類似方法是把不同品質(zhì)的LNG分開儲存，使用人口噴射器促進LNG混合；通過泵將剩余部分進行再循環(huán)頂部進入濃度大的，底部進入濃度小的。
對于這些方法每一種都有其局限性，應根據(jù)項目的具體情況，經(jīng)過仔細的思考后再做決定。
5 消防
一個完整的LNG供氣站消防包括控制部分的設(shè)計和安裝，將火災可能性降到最小的邏輯聯(lián)鎖設(shè)計，快速探測和遏制火災。其中的一些設(shè)計內(nèi)容包括：
-火焰和可燃氣體探測器以及自動隔離和停車聯(lián)鎖。
-服務于儲罐和構(gòu)筑物以及所有主要設(shè)備自動噴頭和手動系統(tǒng)
-為防止安全停車失敗，在整個裝置上安裝自動和手動切斷閥來隔離火災。
-在供氣站消防中使用的兩種單獨的系統(tǒng)是：化學干粉消防系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)。
5.1 化學干粉滅火系統(tǒng)
有些獨立的干粉滅火系統(tǒng)，在壓縮氮氣的推動下，固體碳酸氫鈉用來保護供氣站的重要區(qū)域。依靠這種設(shè)備，有五種激活方法：
-自動紫外線感應器
-自動伺服設(shè)備
-來自被保護裝置或附近的就地氣源
-化學干粉滅火器手動機械裝置
-來自主控盤的遠傳氣源
5.2 雨淋系統(tǒng)
海水被用作LNG供氣站選定區(qū)域的消防水。水源通過一個帶立式消防水泵的人口裝置送到消防水環(huán)形管路系統(tǒng)。當壓力低于60psig(0．4MPa表壓)時，泵自動啟動。噴淋系統(tǒng)則連到這個環(huán)路上。
從生活水系統(tǒng)中通過一個穩(wěn)壓泵來維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在100psig(0．67MPa表壓)。
雨淋閥由空氣感溫探頭(HAD)控制安裝在被保護建筑內(nèi)的每一個系統(tǒng)。所有雨淋系統(tǒng)雨淋閥的控制氣源由閥門附近存放的氮氣鋼瓶提供。
5.3 可燃氣體檢測系統(tǒng)
有兩個可燃氣體檢測系統(tǒng)：在氣化器里的碳氫化合物泄漏檢測和大氣中可燃氣體檢測。
每個氣化器安裝一個氧含量和燃燒分析儀，來取樣、分析和記錄煙道氣體中氧和碳氫化合物的含量。
5.4 紫外線火災探測系統(tǒng)
每個紫外線探測器都是一個單獨系統(tǒng)，它能對碳氫化合物引發(fā)的火焰進行探測。該探測器暴露在陽光、白熾燈光、熒光或水銀光、電或電弧焊以及閃電的照射下不會報警。暴露在碳氫化合物火焰的紫外線感應器自動激活相關(guān)聯(lián)的化學干粉系統(tǒng)同時報警。
紫外線探測器被安裝在如下火災控制區(qū)：氣化器區(qū)、外送泵區(qū)、碼頭以及罐區(qū)。
5.5 煙氣檢測
為控制火災，感煙探測器安裝在以下建筑內(nèi)：控制室、電氣室以及消防泵房。
露置在含煙氣中的探測器自動激活以下設(shè)備：主控制盤上的可視火災報警，全廠火災警報器和著火部位的火災信息。
此時，上面列出的建筑物的加熱和通風系統(tǒng)將自動關(guān)閉。
5.6 消防水量
水不是用來撲滅火災，而是用來保護暴露在外部火災中的建筑物、儲罐和設(shè)備的需要。
對于噴淋頂部和每一個建筑物的外墻的常規(guī)的水量為：
單位：加侖/分鐘(升/分鐘)
①壓縮機房1000-1500(3785-5678)
②控制室625(2366)
③消防泵房400-600(1514-2271)
④主配電室200(757)
⑤公用建筑160(606)
除噴淋系統(tǒng)外，來自監(jiān)控器和消防船的水也經(jīng)常用來幫助控制火災，主要是通過冷卻相鄰的設(shè)備和建筑物以防火勢蔓延。
6 停車
各種可能的事件，如火災信號，儲罐壓力高，儲罐液位高或儀表風壓低，都將啟動緊急停車系統(tǒng)。整個過程是經(jīng)過各種切斷閥和放空來關(guān)閉受影響區(qū)域的設(shè)備和封鎖將受影響的區(qū)域。當安裝在碼頭上的任何一個紫外線探測器探測到火災，人們在現(xiàn)場和控制室內(nèi)將聽到聲音報警。卸車管線上的切斷閥將自動關(guān)閉。如果是初次起動，為保證安全停車，原則上手動ESD按鈕應設(shè)在裝置上。
另外，在沒有電源或氣源的情況下，低溫閥根據(jù)設(shè)計將關(guān)閉。每個閥門(除壓縮機旁通閥外)也有一個保險連接激活開關(guān)，關(guān)閉火災現(xiàn)場的閥門。
7 結(jié)論
LNG設(shè)施在全世界已經(jīng)安全、可靠、環(huán)保運行了三十年，但是，設(shè)計出既安全又經(jīng)濟的LNG供氣站仍是一項挑戰(zhàn)。這是因為：
-LNG工業(yè)面臨著降低成本的壓力(但是，LNG設(shè)計的安全性仍不容忽視)
-LNG工業(yè)的成長將主要依賴對該工業(yè)很不熟悉或一無所知的市場環(huán)境
-新技術(shù)的發(fā)展，例如：在氣化站設(shè)計中，將要克服能源綜合利用所帶來的新的安全問題
-作為一代有競爭力的環(huán)保能源，高效循環(huán)技術(shù)的發(fā)展(見1998/99冬季發(fā)表在PTQ《降低LNG供氣站運行成本》一文)已經(jīng)為LNG確立了一個適當?shù)奈恢。由于電力快速增長的需要，太平洋周邊國家的許多LNG工程正處于規(guī)劃階段，中國、印度和南美等地區(qū)市場的不斷開放，更多更大的項目有望上馬。這些項目中有不少將選址在人口密集的地方，因此安全問題更應引起高度重視。
這類項目的設(shè)計和施工需要有經(jīng)驗的工程建設(shè)隊伍，他們必需熟知該類項目的安全問題。同時，他們不僅在LNG方面要有經(jīng)驗，而且在發(fā)電方面也是如此，從LNG供應到發(fā)電整個過程的設(shè)計，應該保證其安全性和完整性。
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