LNG储罐中液化气翻滚原因及预防.pdf

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1、石油工程建设2011年12月张成伟，吕国锋，庄芳(中石油江苏液化天然气有限公司，江苏南通226400)摘要：LNG储罐中液化气翻滚会导致储罐损坏和发生液化气泄漏事故。文章介绍了LNG储罐中液化气翻滚产生的原因、危害及其影响因素，提出了储罐设计中应考虑的LNG分层的处理方案，实际生产运行中发生分层时应采取的措施等。关键词：LNG储罐；LNG翻滚；原因；预防措施中图分类号：TE972．1文献标识码：B文章编号：1001—2206(2011)06—0066—030引言坏。从2O世纪70年代LNG行业兴起至今，发生近几年来，随着我国天然气需求量的不断增过多起LNG储罐中液化气翻滚的

2、事故。影响最为加，液化天然气(LiquefiedNaturalGas，以下简称严重的有两起，一起是1971年意大利LaSpezia的LNG)产业迅速发展，国内近几年已建、在建和规SNAMLNG储配站由于进料方式错误引起储罐中划建设中的LNG接收站约20座。LNG发生翻滚。1．25h内有136．3t的LNG气化后LNG储罐是LNG接收站中的重要设备之一，泄放到大气中：另一起是1993年英国燃气公司用于储存LNG，具有体积大、建造周期长、造价(BritishGas)LNG储配站发生液化气翻滚．2h有高等特点。在LNG储罐运行操作过程中，须监控150t的LNG气化后泄放到大气中【

3、1-21。这两次事故LNG储罐内LNG温度、密度分布，及时发现LNG引起了世界LNG产业界和学术界的关注，从而积分层，避免产生翻滚现象，防止造成LNG储罐损极开展了LNG储罐中液化气翻滚的理论研究。·+-+“+一+-—’～-十一+-—·}一一十-—-一-+-—-+一-+-+-+-——-+-+-。-+一+“+一一”+-+-+-—·■一-—●一-—·-—卜-—-*—+一一十一—．卜一+-—+-一+*+四周扩散，达到了均匀供油的目的，见图5。￥￥￥￥羊牛聚：Ⅲj{5世图5在中心轴上安装甩油盘示意6效果检查采取措施后，我们在2007年8至10月对大口作者简介：张佳璐(1985-)，

4、女，陕西成阳人，助理工程径流量计故障进行调查，见图6。师．2008年毕业于中国石油大学(北京)自动化专业，现从图6可以看出，变速器故障已经不是导致流从事石油储运技术方面的工作。量计出现故障的主要原因，因此，本工作成功地解收稿日期：2011-01—12第37卷第6期张成伟等：LNG储罐中液化气翻滚原因及预防671LNG翻滚现象释放出去，在下部气化的氮气加速了下部LNG密LNG是一种以甲烷为主要成分的低温多组分度减小的速度，所以LNG中含氮有可能促使LNG混合物，其组分有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和氮气发生翻滚等。典型LNG的物理性质见表1。2．1．3LNG储罐进料方式不正确表1典

5、型LNG物理性质LNG卸人储罐有顶部进料和底部进料两种方组分贫气／％I富气／％分子量沸点／℃式。当进料LNG密度大于储罐内原有LNG密度．甲烷98．0l87．016．O一161-3而采用底部进料，或者当进料LNG密度小于储罐乙烷1．4l9．43O．1-88．4内原有LNG密度，而采用顶部进料，都会使LNG丙烷0．4【2．344．1-41．9无法充分混合，造成分层。丁烷0．110．658．1-0．42．2LNG翻滚形成过程分析氮气0．1l0．728．O—195．7液化天然气的分层和翻滚现象的理论研究已经LNG储罐按结构一般可分为单容罐、双容罐取得了很多成果，如J．Q．Shi的

6、分层演化模型、和全容罐等几种形式，当前国内建造的LNG储罐Bate—Morrison的翻滚预测模型等[41。大部分是全容罐，其结构是外罐为}昆凝土，内罐是根据Bate—Morrison模型，LNG在储罐内由正常9％Ni钢，中间填充珍珠岩等保冷材料。目前LNG的储存状态转变到翻滚状态可分成以下几个步骤：接收站储罐一般设计容积为10万～20万m，．最(1)储罐内LNG正常未发生分层，储罐从罐高操作压力一般为25kPa左右，Et蒸发量小于底、罐壁吸热，LNG气化成蒸发气(Boil—ofGas，0．05％(体积)。以下简称BOG)，见图1。LNG在储运过程中，在一定压力和温度下，能

7、在沸点附近与其蒸发气保持平衡。LNG的翻滚实际上是一种剧烈蒸发的过程。当储罐内的LNG出现明显的分层现象时，由于上层LNG静压的抑制作用，使得外界传入的热量无法使下层的LNG及时蒸发，造成下层LNG处于过饱和状态。当储罐内上层的LNG密度大于下层时，下层LNG突然上升，导致迅速蒸发¨31。热量2LNG翻滚原因分析图1LNG储罐未发生分层2．1LNG分层原因(2)由于某种原因，储罐内LNG发生分层，2．1．1长时间储存形成上部密度小、下部密度大的两层结构，上下LNG是以一162℃左右的低温、液态形式储两层LNG各自自