摘要: 我國液化天然氣的應用技術還處于發展階段,其安全儲存尤為重要。根據其特性,從涉及儲罐安全的技術環節分析了儲罐安全的技術要求和措施,如圍堰、設計壓力、主體材料等。
　　關鍵詞: 低溫儲罐; 液化天然氣; 安全技術; 建造

　　液化天然氣(簡稱LN G) 以運輸靈活、儲存效率高的顯著特點,被廣泛用做城市輸配氣系統擴容、調峰等方面的主要氣源。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,每度的變化梯度約為1. 35 kg/ m3 [1 ] 。

　　根據LN G特性,儲罐不僅具有良好的絕熱保冷性能,而且更需要從設計、制造及運行管理等方面對LN G儲罐的安全性提出一定要求。

　　1 平面布置及基礎

　　1. 1 儲罐布置

　　LN G儲罐以外的熱源會對LN G儲罐產生熱作用。因此,LN G 儲罐的布置須符合LN G 安全防火的要求。一般根據儲罐的體積合理確定安全間距。美國防火協會標準NFPA59A 中規定了儲罐圍堰墻與站區建筑的最小水平凈距、LN G儲罐之間的最小凈距,見表1[ 2 ] 。GB/ T 20368 —2006《液化天然氣(LN G) 生產、儲存和裝運》中也給出了相同的數據要求[3 ] 。

表1 儲罐圍堰與建筑物及儲罐之間的安全間距

　　儲罐建造的位置首先應避開易燃物釋放的下風向。平面布置設計時,應根據工藝確定的流程位置來確定工藝裝置及儲罐的相對位置。一般場站的工藝裝置系統離儲罐較遠,在儲罐圍堰以外較近距離,可以根據需要布置熱源危害相對影響小的建筑,如消防水池及廢水收集池等。

　　1. 2 儲罐圍堰

　　單容罐的結構特性需設置圍堰,其作用是用來容納一旦內罐發生泄漏而流出的液體,阻止泄漏范圍的擴大。圍堰距單容罐內罐的距離要大于或等于儲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量壓頭的值之和[ 2 ] 。即在儲罐發生泄漏的時候,圍堰有足夠的空間容納泄漏液體。由于圍堰的特殊作用,在設計時應注意以下幾點: ①圍堰的強度能承受攔蓄的LN G 全部靜水壓頭。②圍堰材料能承受溫度驟冷所產生的影響。③圍堰能承受預計到的火災和自然力的影響。④選用熱導率較小的材料來建造圍堰及罐區場平。一般圍堰采用鋼筋混凝土材料建造。

　　1. 3 儲罐基礎

　　大型立式平底圓筒形儲罐的基礎有高架式和落地式兩種。高架式基礎為儲罐支撐于伸出地面的樁基承臺上,內罐底設置隔熱層,以便阻止接觸冷態介質的內罐的冷能向基礎傳遞,從而避免由于基礎接受冷能后發生冷凍膨脹,對儲罐底板產生破壞作用力,影響儲罐的安全儲存。落地式儲罐基礎的底部用珍珠巖混凝土與絕熱層結構組合構成,基礎中間預埋加熱管,在管中通入熱風或熱水或在罐基礎上預設電加熱器。在儲罐運行期間,保持熱風熱水或電加熱裝置持續工作,以防止土壤凍脹鼓起損壞儲罐。前者的安全性要高一些,后者的加熱系統的隔熱環節需要進行特殊設計,以便阻斷加熱系統向儲罐漏熱,而使得內罐的冷態低溫介質氣化,防止出現安全事故。

　　目前,大型立式平底型圓筒儲罐多采用高架式的混凝土樁基基礎。基礎承臺由柱樁支撐,可保證空氣流通暢通。內罐底部與外罐底部之間設置隔熱層,使用玻璃磚及珠光砂混凝土等導熱系數小的材料作為支撐層,隔斷內罐冷能,即接觸LN G的材料為- 162 ℃,而到混凝土承臺可以降到常溫。中小型LN G 儲罐多采用柱腿支撐,支撐構件作為此類儲罐漏熱的一個主要部分,在儲罐設計時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熱系數又具有強度的材料做中間材料,切斷內罐和外界的冷熱傳遞。