第二部分LNG储存和运输.pdf

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布置预应力筋,张拉后在罐体混凝土中建立合理的预压应力,以保证LNG不至外泄。沿罐壁环向水平布设52道有粘结预应力筋,抵御罐体中的环向拉力;设扶壁柱4个,供预应力筋后张锚固用。,由2段曲线筋组成,每段的包角为180°,相互在扶壁柱上交叉搭接,张拉端上下错开,有利于罐壁均匀受力。环向预应力筋分为A、B、C、D4组,AB、CD组分别在同一水平面上包围整个筒体,AB组在扶壁2、4上张拉锚固,CD组在扶壁1、3上张拉锚固,AB和CD组在高度方向上间隔布置。:..(二)内罐建造1、罐底内罐底部有两层底板,均为9%镍钢。施工顺序:从下而上,由内而外,由四周到中间。先进行第二层罐底环板安装,焊接完成后,进行底板铺设。:..,逐层安装和焊接。每层板的卷制、坡口准备应预先加工完成。现场吊装采用吊车和罐顶电动绞车。第一层壁板安装时,要确定在环板的准确位置,可以用专用卡具及辅助工具以调整位置保证组装质量。底板与壁板角焊缝的焊接,至少应安装完第三层壁板及第1~2层壁板焊缝全部焊完后方可进行。:..内壁板安装内罐球缝自动焊内壁罐安装:..3、保温层内罐和外罐之间的环形空间填充膨胀珍珠岩。内层罐壁的外侧安装弹性玻璃纤维保温毯,保温毯为珍珠岩提供弹性,克服储罐应温度变化而产生的收缩,防止珍珠岩的沉降。保温毯还对储罐惰化处理过程中,吹扫气体的流动有利。。气密性试验合格后,进行内顶保温层的安装及夹层珍珠岩的填充。首先在内罐壁外包一层纤维玻璃棉,包扎好后用专用加热设备加热到900℃,然后从顶部往下装填珍珠岩,分层装填,分层夯实,直至到顶。最后进行顶部甲板珍珠岩的铺设。灌注时注意防潮。储罐底部铺设泡沫玻璃砖。:..膨胀珍珠岩玻璃纤维泡沫玻璃砖:..(三)9%镍钢焊接9%镍钢:对磁性敏感,为避免现场焊接时产生电弧偏吹,要求出厂钢材的残余磁含量不超过50高斯,同时现场施工时应远离强磁场,并准备消磁设备。:..1、9Ni钢的焊接方法焊条电弧焊(SMAW)钨极氩弧焊(GTAW)熔化极惰性气体保护电弧焊(GMAW)埋弧焊(SAW)SMAW是9Ni钢现场焊接所使用的一种适合各种焊接位置,非常灵活且可行的焊接方法。虽然GTAW的焊接效率太低,在工程中选择此焊接方法不太经济,但能得到具有窄坡口的高质量焊接接头,所以只有在特定场合下才选择GTAW。SAW是熔敷速率最高的一种焊接方法,特别是在环焊缝焊接时,由于使用了环缝焊接机械系统,其优点更加突出,它几乎适于焊接所有横焊缝和水平位置焊缝。生产实践证明,SMAW和SAW是9Ni钢储罐现场焊接效率最高,而且最常用的焊接方法。:..内罐壁板环缝自动焊接:..焊条电弧焊如图4-1所示,焊接时电源的一极接工件,另一极与焊条相接。工件和焊条之间的空间在外电场的作用下,产生电弧。该电弧的弧柱温度可高达5000-8000K,阴极温度达2400K,阳极温度达2600K。它一方面使工件接头处局部熔化,同时也使焊条端部不断熔化而滴入焊件接头空隙中,形成金属熔池。当焊条移开后,熔池金属很快冷却、凝固形成焊缝,使工件的两部分牢固的连接在一起。:..埋弧焊(SAW)电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法称为埋弧焊:..2、焊接材料选择焊接材料一般应考虑以下几个问题:(1)低温韧性9Ni钢主要用来建造低温设备,焊缝要在低温下工作,在选择焊接材料时,一定要考虑焊缝的低温韧性问题。(2)热膨胀9Ni钢的线膨胀系数较大,在20~196℃之间,线–6-×10℃。为了降低接头的焊接应力,在选择焊接材料时,焊缝金属的热膨胀系数应尽可能的接近9Ni钢的热膨胀系数。(3)电弧磁偏吹尽量选用适应交流电源施焊的焊条或焊丝焊剂。:..9Ni钢在电弧焊中常用的焊接材料有4种,即w(Ni)=11%的铁素体型w(Ni)=13%和w(Cr)=16%的奥氏体不锈钢型w(Ni)>60%的镍基型(Ni-Cr-Mo系合金)w(Ni)≈40%的Fe-Ni基型(Fe-Ni-Cr系合金)。虽然高镍合金焊材将增加成本,但使用高镍合金焊材是解决性能和结构完整性等首要问题的最适合的选择。:..3、焊接方法用9Ni钢建造的设备要在-100℃低温,甚至-196℃的超低温下工作,故其焊接接头必须有良好的低温韧性,所以必须避免接头过热和晶粒长大。:..(1)焊前不预热且须严格控制层间温度。因为预热温度和层间温度直接影响焊后冷却速度,冷却速度越慢,有助于晶粒长大,所以9Ni钢焊前一般不预热,层间温度不宜超过100℃。(2)选择合适的线能量。因为焊接热循环的正确与否直接关系到接头组织、晶粒大小和性能。焊接线能量应控制在45kJ/cm以下,通常为7~35kJ/cm。:..(3)进行多层多道焊,避免单道焊。实验发现,即使小线能量(15kJ/cm)单道热循环CGHAZ(粗晶热影响区)的低温(-196℃)冲击功也非常低,经过800℃或900℃二次热循环后,低温冲击功明显提高;三次热循环能进一步改善其低温韧性。所以,焊接9Ni钢时应进行多层多道焊。(4)尽量选用交流极性的电流。由于9Ni钢是一种强磁性材料,极易被磁化,采用直流电源时易出现磁偏吹现象,影响焊接工艺的稳定性,直接影响接头质量。:..(四)后续工作1、检验储罐的检验工作主要是围绕焊缝进行的。按照相关标准,储罐需要进行包括PT、RT、PMI和真空试验等必要的检验。(1)PT检验-焊缝,焊道检验(EN571-1标准)(2)RT检验-镍钢壁板与环板的对接焊缝进行射线探伤(3)真空试验-确保焊缝气密性(4)PMI检验-焊缝抽检,合金成分鉴定,确认焊缝金属的Ni、Cr、Mo含量在规定的范围内。:..2、试验(1)水压试验在空罐、1/4、1/2、3/4液位高度和盛满水时分别进行基础沉降、环向位移、径向位移和倾斜的测量。试验完成后,第二次对焊缝进行真空检验。(2)气压试验内罐盛水试漏合格后,将外罐开口大门复位合格后,进行外罐气密性试验,,保持1h以上,负压500Pa检测真空性。:..3、干燥和冷却111111)干燥:采用液氮循环冷却的方式,进行储罐的干燥和惰化,降低罐内湿度和含氧量到规定的要求。222222)冷却:罐内喷射LNG,缓慢,均匀进行。:..WallX-Section珍珠岩不锈钢内衬1mm混凝土角保护:..第三节LNG的储存安全:..液化天然气储存安全技术主要有以下几个方面(1)储罐材料(2)LNG充注(3)储罐的地基(4)储罐的隔热(5)安全保护系统:..一、LNG的储存特性(一)液体分层LNG是多组分混合物,因温度和组分的变化,液体密度的差异使储罐内的LNG可能发生分层。、,即认为罐内液体发生了分层。(二)老化LNG是一种多组分混合物,在储存过程中,各组分的蒸发量不同,导致LNG的组分和密度发生变化,这一过程称为老化。:..(三)翻滚翻滚现象是指两层不同密度的LNG在储罐内迅速上下翻动混合,瞬间产生大量气化气的现象。此时罐内LNG的气化量为平时自然蒸发量的10~50倍,将导致储罐内的气压迅速上升并超过设定的安全压力,使储罐出现超压现象。如果不及时通过安全阀排放,就可能造成贮槽的机械损伤,带来经济上的损失及环境污染。:..翻滚现象发生的根本原因是储罐中不同层的液体密度不同,存在分层(图1),组分对于蒸发、翻滚产生的时间和严重性具有重要的影响。:..(1)LNG储罐在长期储存中,因其中较轻的组分(主要是N2和CH4)首先蒸发,自发形成翻滚。(2)LNG储罐中原来留有LNG,在充装密度不同、温度不同的新LNG一段时间(几个小时甚至几十天)后,突然产生翻滚的现象。对于连续生产运营的接收站,储罐产生翻滚的现象主要属于第二类。:..船上LNG密度小,而储罐底部LNG密度大:..当储罐内LNG产生分层后,随着外部热量的导入,底层LNG温度升高,密度变小;顶层LNG由于BOG的挥发而变重。经过传质,下部LNG上升到上部,压力减小,成为过饱和液体,积蓄的能量迅速释放,产生大量的BOG,即产生翻滚现象。:..LNG分层是引发翻滚的前提检测分层的方法:(1)温度监控(222)密度监控(3)BOG监测:..,在外输时首先泵出储罐底部的LNG。LNG分层后,应采用顶部进入装置进行循环作业,以促进储罐内LNG的混合,避免发生翻滚。但同时增加了蒸发气量以及处理这些增加的蒸发气的费用(见图4)。:..卸船时,当船上的LNG密度比储罐内LNG密度重时,从顶部卸料管进罐;反之,从底部卸料管进罐,这样可以促进不同密度的LNG在储罐内自行混合,消除分层。:..第二章第二章第二章第二章第二章第二章第二章第二章第二章第二章第二章第二章LNGLNGLNGLNGLNGLNGLNGLNGLNGLNGLNGLNG运输运输运输运输运输运输运输运输运输运输运输运输89:..第一节LNG的陆上运输目前,陆上LNG的输送方式主要有公路运输和铁路运输两种。(1)公路运输:目前,液化天然气罐车有30m3、40m3、45m3等几种规格,国外液化天然气罐车容积约为90m3,我国自主研制的规格为45m3的国产LNG槽车已投入使用。美国加州能源委员会报告中,~。(2)铁路运输:目前,铁路运输LNG的容器主要朝LNG罐式集装箱方向发展,它的结构与LNG槽车相同。但是,与LNG槽车相比,LNG罐式集装箱具有装卸灵活、尺寸适合铁路的优点,从而降低运输成本,使得铁路比公路槽车长距离输送LNG更经济。:..第一节LNG的陆上运输一、一、一、LNGLNGLNG汽车罐车汽车罐车汽车罐车在目前的运输中,主要使用半挂式罐车。:..