LNG储罐及储罐发生泄露翻滚时的应急

LNG低温储罐及储罐发生泄露、翻滚时的应急赵斌2012-2-142中海石油天津新能源有限公司LNG低温储罐及空压机原理1、什么是LNG低温储罐？2、LNG低温储罐有什么设计要求？3、当储罐发生泄露、翻滚时应应如何处理？3中海石油天津新能源有限公司LNG低温储罐一、LNG低温储罐的基本结构低温储罐为双层结构，内胆储存低温液体承受介质的压力和低温，内胆的材料采用耐低温合金钢(0Crl8Ni9)；外壳为内胆的保护层与内胆之间保持一定间距，形成绝热空间，承受内胆和介质的重力荷载以及绝热层的真空负压。外壳不接触低温，采用容器钢制作。绝热层大多填充珠光砂，抽高真空。低温储罐蒸发率一般低于0.2%。4中海石油天津新能源有限公司二、LNG储罐类型5中海石油天津新能源有限公司三、LNG低温储罐的特殊要求1、耐低温。常压下液化天然气的沸点为-160℃。LNG选择低温常压储存方式,将天然气的温度降到沸点以下,使储液罐的操作压力稍高于常压,与高压常温储存方式相比,可以大大降低罐壁厚度,提高安全性能。因此LNG要求储液罐体具有良好的耐低温性能和优异的保冷性能。6中海石油天津新能源有限公司LNG低温储罐的特殊要求2、安全要求高。由于罐内储存的是低温液体,储罐一旦出现意外,冷藏的液体会大量挥发,气化量大约是原来冷藏状态下的600倍,在大气中形成会自动引爆的气团。因此,API、BS等规范都要求储罐采用双层壁结构,运用封拦理念,在第一层罐体泄漏时,第二层罐体可对泄漏液体与蒸发气实现完全封拦,确保储存安全。7中海石油天津新能源有限公司LNG低温储罐的特殊要求3、储罐内筒选用0Cr18Ni9不锈钢，封头选用标准椭圆型封头；外筒选用优质碳素结构钢16MnR制造，内外筒之间采取多层缠绕绝热方式，并抽高真空，出厂真空度优于国家标准，确保贮罐的日蒸发率指标最优；贮罐为卧式结构，内外筒之间采取2组共8只绝热性能良好的胶木支承，其中一组为固定支撑，另一组可以允许内罐在轴向上的滑移，以适应储罐的热胀冷缩。整个储罐采用2组鞍座支撑，牢固可靠，设计专门的吊挂结构，充分保证运输及起吊过程的方便性、安全性。8中海石油天津新能源有限公司LNG低温储罐的特殊要求4、保温措施严格。由于罐内外温差最高可达200℃，要使罐内温度保持在-160℃,罐体就要具有良好的保冷性能,在内罐和外罐之间填充高性能的保冷材料。9中海石油天津新能源有限公司LNG低温储罐的特殊要求5、抗震性能好。一般建筑物的抗震要求是在规定地震荷载下裂而不倒。为确保储罐在意外荷载作用下的安全,储罐必须具有良好的抗震性能。对LNG储罐则要求在规定地震荷载下不倒也不裂。因次,选择的建造场地一般要避开地震断裂带,在施工前要对储罐做抗震试验,分析动态条件下储罐的结构性能,确保在给定地震烈度下罐体不损坏。10中海石油天津新能源有限公司LNG低温储罐的特殊要求6、施工要求严格。储罐焊缝必须进100%磁粉检测(MT)及100%真空气密检测(VBT)。要严格选择保冷材料,施工中应遵循规定的程序。混凝土浇注时要控制水化温度,防止因温度应力产生的开裂。11中海石油天津新能源有限公司四、气体的相关性质1）临界温度某种气体，当气体超过一定温度时，无论加多大压力都不能使其液化，这一温度称为该气体的临界温度。2）临界压力在某气体的临界温度时，给气体加压使其液化所需的最低压力，称为该气体的临界的临界压力。12中海石油天津新能源有限公司气体的相关性质3）爆炸极限可燃气体，无空气参与就不会燃烧。即使有空气而不在与空气混合比例范围之内也不会引起燃烧。将能引起燃烧的混合比例范围，用燃烧气体与空气的体积百分比表示称为燃烧范围。在燃烧范围内引起爆炸的范围称为爆炸范围。13中海石油天津新能源有限公司气体的相关性质燃烧范围与爆炸范围几乎相同。A可燃气体在空气中刚刚维持火焰蔓延的最低浓度称为气体的爆炸下限。B可燃气体在空气中足以是火焰蔓延的最高浓度称为气体的爆炸上限。14中海石油天津新能源有限公司五、LNG泄露的特点液化天然气LNG一旦发生泄露，会在低洼地方形成液池，池内液体发生初始闪蒸气化，瞬时产生大量蒸气。蒸气云内的物质难以在短时间内自发均匀分布，其分布特点由泄露量、泄露速度及泄露地点等因素确定。当其体积比在爆炸极限（5%~15%）以内并遇点火源时，便发生蒸气云爆炸事故。若蒸气云处于液池上方，便有可能迅速向液池回火燃烧，形成池火火灾。LNG储罐受到外部火焰的长时间烘烤，储罐强度随温度上升而逐渐降低，当强度下降至该温度下降的屈服极限时，储罐将突然破裂。此时压力瞬间降低，LNG迅速气化并起燃，导致沸腾液体扩展为蒸气爆炸事故。15中海石油天津新能源有限公司六、LNG泄露应急处理微量液体泄漏时，泄漏的数量对爆炸后果的影响是非常大的，应在放生微量泄漏时，迅速采取果断措施，防止事故扩大。一旦发生储罐敞开式燃烧，对罐区及生产区安全构成极大威胁，因此必须控制泄漏液体面积，若发生大面积泄漏，必须在液面覆盖泡沫，比隔绝点火源和空气。应急要点1、控制泄漏量，以免造成大量泄漏。2、控制泄漏范围，将事故范围最小化。3、隔绝点火源和空气，避免达到爆炸极限。16中海石油天津新能源有限公司七、LNG翻滚现象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（图1）。对于连续生产运营的LNG站,LNG储罐一般不会完全倒空储存LNG.由于LNG密度不同,在充装密度、温度都不同的新LNG一段时间后,LNG在储罐内将产生分层,时间较长时容易产生翻滚,从而对LNG储罐的安全造成极大的威胁,也会增加处理翻滚产生的蒸发气的费用。17中海石油天津新能源有限公司LNG翻滚现象18中海石油天津新能源有限公司八、抑制LNG翻滚分析了储罐内LNG液体翻滚的机理及其危害,研究了消除LNG分层、预防翻滚的对策.结论指出:利用储罐设计时提供的顶部卸料管和底部卸料管,在储罐投入运营后,当接卸的LNG密度与储罐内的LNG密度不同时,采用合理的卸料方式,不同密度的LNG将自动混合,不会产生明显的分层,进而极大地降低了翻滚发生的概率（图2）。19中海石油天津新能源有限公司抑制LNG翻滚20中海石油天津新能源有限公司21中海石油天津新能源有限公司22中海石油天津新能源有限公司。23中海石油天津新能源有限公司24中海石油天津新能源有限公司25中海石油天津新能源有限公司26中海石油天津新能源有限公司27中海石油天津新能源有限公司。28中海石油天津新能源有限公司29中海石油天津新能源有限公司30中海石油天津新能源有限公司31中海石油天津新能源有限公司32中海石油天津新能源有限公司33中海石油天津新能源有限公司34中海石油天津新能源有限公司35中海石油天津新能源有限公司