驗(yàn)證LNG低溫儲(chǔ)罐的絕熱性能

摘 要：LNG低溫儲(chǔ)罐的保冷性能直接影響到BOG壓縮機(jī)的能耗，本文通過(guò)探討LNG低溫儲(chǔ)罐的絕熱性能，詳細(xì)分析影響LNG低溫儲(chǔ)罐自然漏熱的各種因素，來(lái)驗(yàn)證LNG低溫儲(chǔ)罐的絕熱性能。

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，國(guó)家對(duì)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求日益提高，天然氣作為清潔的能源燃料得到了快速的發(fā)展。液化天然氣(Liquefied Natural Gas，簡(jiǎn)稱LNG)是經(jīng)凈化和液化處理形成的液態(tài)天然氣，主要成分為甲烷，常壓下LNG的體積約為標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣態(tài)體積的1/600，溫度在-162.5℃左右，LNG生產(chǎn)廠通常將產(chǎn)品儲(chǔ)存在LNG低溫儲(chǔ)罐中。儲(chǔ)罐常為微正壓低溫狀態(tài)，罐壁部有絕熱保溫材料覆蓋，以減少外界環(huán)境與之熱量傳遞造成LNG氣化，因此在設(shè)計(jì)和建造時(shí)必須考慮絕熱保冷性能。

LNG低溫儲(chǔ)罐的絕熱保冷性能會(huì)直接影響能耗。對(duì)于低溫儲(chǔ)罐，熱量會(huì)通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射等方式傳入儲(chǔ)罐內(nèi)部，從而導(dǎo)致部分的LNG氣化成氣體(Boil of Gas，簡(jiǎn)稱：BOG)。對(duì)于大型LNG低溫儲(chǔ)罐，上通常要求以滿罐為基準(zhǔn)的每天罐內(nèi)LNG氣化率(見(jiàn)表1)

以地上型的全包容混凝土頂9%鎳鋼LNG儲(chǔ)罐為例，進(jìn)行LNG低溫儲(chǔ)罐的絕熱性能驗(yàn)證。

低溫絕熱罐絕熱設(shè)計(jì)

外界熱量漏入LNG低溫儲(chǔ)罐主要有三個(gè)途徑：儲(chǔ)罐頂部、側(cè)面和底部。

(1)低溫出罐底部主要是通過(guò)傳導(dǎo)的方式進(jìn)行熱傳遞。我廠LNG低溫儲(chǔ)罐底部采用剛性泡沫玻璃作為絕熱材料，其耐壓強(qiáng)度足夠承受液體和罐壁的重量;內(nèi)罐壁下是一層珍珠巖混凝土支撐圈，用以支撐整個(gè)內(nèi)罐壁的重量;此外，底部還使用瀝青抹面層、防潮鋁箔等材料。整個(gè)儲(chǔ)罐置于混凝土基礎(chǔ)之上，為了防止混凝土在低溫下發(fā)生形變，在基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)電伴熱系統(tǒng)，使基礎(chǔ)的溫度不低于3℃。所以驗(yàn)證計(jì)算時(shí)同樣考慮了這些材料對(duì)底部傳熱的影響。

(2)儲(chǔ)罐頂部采用混凝土頂，內(nèi)建的絕熱材料主要是玻璃纖維氈。對(duì)于頂部的傳熱，驗(yàn)證計(jì)算時(shí)考慮了太陽(yáng)輻射的影響。

(3)儲(chǔ)罐側(cè)面的絕熱材料主要采用膨脹的珍珠巖粉末，并且在內(nèi)罐壁外側(cè)安裝纖維氈，用來(lái)防止珍珠巖與內(nèi)罐壁直接產(chǎn)生摩擦而損壞內(nèi)罐壁。此外，由于側(cè)面長(zhǎng)期暴露在環(huán)境中，所以驗(yàn)證計(jì)算時(shí)同樣考慮到了太陽(yáng)輻射的影響。