摘要: 我國(guó)液化天然氣的應(yīng)用技術(shù)還處于發(fā)展階段,其安全儲(chǔ)存尤為重要。根據(jù)其特性,從涉及儲(chǔ)罐安全的技術(shù)環(huán)節(jié)分析了儲(chǔ)罐安全的技術(shù)要求和措施,如圍堰、設(shè)計(jì)壓力、主體材料等。
　　關(guān)鍵詞: 低溫儲(chǔ)罐; 液化天然氣; 安全技術(shù); 建造

　　液化天然氣(簡(jiǎn)稱LN G) 以運(yùn)輸靈活、儲(chǔ)存效率高的顯著特點(diǎn),被廣泛用做城市輸配氣系統(tǒng)擴(kuò)容、調(diào)峰等方面的主要?dú)庠?。LN G 是以甲烷為主要組分的烴類混合物,在大氣壓力下的沸點(diǎn)約為- 160 ℃,其沸騰溫度隨蒸氣壓力的變化梯度約為1. 25 ×10 - 4 ℃/ Pa 。LN G 的密度取決于其組分, 通常為430～470 kg/ m3 ,其密度是液體溫度的函數(shù),每度的變化梯度約為1. 35 kg/ m3 [1 ] 。

　　根據(jù)LN G特性,儲(chǔ)罐不僅具有良好的絕熱保冷性能,而且更需要從設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行管理等方面對(duì)LN G儲(chǔ)罐的安全性提出一定要求。

　　1 平面布置及基礎(chǔ)

　　1. 1 儲(chǔ)罐布置

　　LN G儲(chǔ)罐以外的熱源會(huì)對(duì)LN G儲(chǔ)罐產(chǎn)生熱作用。因此,LN G 儲(chǔ)罐的布置須符合LN G 安全防火的要求。一般根據(jù)儲(chǔ)罐的體積合理確定安全間距。美國(guó)防火協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)NFPA59A 中規(guī)定了儲(chǔ)罐圍堰墻與站區(qū)建筑的最小水平凈距、LN G儲(chǔ)罐之間的最小凈距,見(jiàn)表1[ 2 ] 。GB/ T 20368 —2006《液化天然氣(LN G) 生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)》中也給出了相同的數(shù)據(jù)要求[3 ] 。

表1 儲(chǔ)罐圍堰與建筑物及儲(chǔ)罐之間的安全間距

　　儲(chǔ)罐建造的位置首先應(yīng)避開(kāi)易燃物釋放的下風(fēng)向。平面布置設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)工藝確定的流程位置來(lái)確定工藝裝置及儲(chǔ)罐的相對(duì)位置。一般場(chǎng)站的工藝裝置系統(tǒng)離儲(chǔ)罐較遠(yuǎn),在儲(chǔ)罐圍堰以外較近距離,可以根據(jù)需要布置熱源危害相對(duì)影響小的建筑,如消防水池及廢水收集池等。

　　1. 2 儲(chǔ)罐圍堰

　　單容罐的結(jié)構(gòu)特性需設(shè)置圍堰,其作用是用來(lái)容納一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏而流出的液體,阻止泄漏范圍的擴(kuò)大。圍堰距單容罐內(nèi)罐的距離要大于或等于儲(chǔ)罐最高液位減去圍堰高度之后的尺寸加上液面上蒸汽壓的當(dāng)量壓頭的值之和[ 2 ] 。即在儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏的時(shí)候,圍堰有足夠的空間容納泄漏液體。由于圍堰的特殊作用,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn): ①圍堰的強(qiáng)度能承受攔蓄的LN G 全部靜水壓頭。②圍堰材料能承受溫度驟冷所產(chǎn)生的影響。③圍堰能承受預(yù)計(jì)到的火災(zāi)和自然力的影響。④選用熱導(dǎo)率較小的材料來(lái)建造圍堰及罐區(qū)場(chǎng)平。一般圍堰采用鋼筋混凝土材料建造。

　　1. 3 儲(chǔ)罐基礎(chǔ)

　　大型立式平底圓筒形儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)有高架式和落地式兩種。高架式基礎(chǔ)為儲(chǔ)罐支撐于伸出地面的樁基承臺(tái)上,內(nèi)罐底設(shè)置隔熱層,以便阻止接觸冷態(tài)介質(zhì)的內(nèi)罐的冷能向基礎(chǔ)傳遞,從而避免由于基礎(chǔ)接受冷能后發(fā)生冷凍膨脹,對(duì)儲(chǔ)罐底板產(chǎn)生破壞作用力,影響儲(chǔ)罐的安全儲(chǔ)存。落地式儲(chǔ)罐基礎(chǔ)的底部用珍珠巖混凝土與絕熱層結(jié)構(gòu)組合構(gòu)成,基礎(chǔ)中間預(yù)埋加熱管,在管中通入熱風(fēng)或熱水或在罐基礎(chǔ)上預(yù)設(shè)電加熱器。在儲(chǔ)罐運(yùn)行期間,保持熱風(fēng)熱水或電加熱裝置持續(xù)工作,以防止土壤凍脹鼓起損壞儲(chǔ)罐。前者的安全性要高一些,后者的加熱系統(tǒng)的隔熱環(huán)節(jié)需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì),以便阻斷加熱系統(tǒng)向儲(chǔ)罐漏熱,而使得內(nèi)罐的冷態(tài)低溫介質(zhì)氣化,防止出現(xiàn)安全事故。

　　目前,大型立式平底型圓筒儲(chǔ)罐多采用高架式的混凝土樁基基礎(chǔ)?；A(chǔ)承臺(tái)由柱樁支撐,可保證空氣流通暢通。內(nèi)罐底部與外罐底部之間設(shè)置隔熱層,使用玻璃磚及珠光砂混凝土等導(dǎo)熱系數(shù)小的材料作為支撐層,隔斷內(nèi)罐冷能,即接觸LN G的材料為- 162 ℃,而到混凝土承臺(tái)可以降到常溫。中小型LN G 儲(chǔ)罐多采用柱腿支撐,支撐構(gòu)件作為此類儲(chǔ)罐漏熱的一個(gè)主要部分,在儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮支撐的隔熱措施,一般用玻璃鋼或其它具有較小導(dǎo)熱系數(shù)又具有強(qiáng)度的材料做中間材料,切斷內(nèi)罐和外界的冷熱傳遞。