LNG儲罐
目前應用的絕大多數LNG儲罐可分為兩類：單容積和全容積，兩種儲罐的結構如圖3所示。
近年來，大部分LNG儲罐設計成全容積式。單容積和全容積儲罐都是雙壁儲罐，然而，在事故狀態(tài)下，兩種儲罐容納液體和氣體的能力是不同的。
在單容積儲罐設計中，外部儲罐僅為容納氣體設計。在這種結構中，內部儲罐的事故將導致外部儲罐的事故。常規(guī)的內置儲罐是用9％鎳鋼制造，而外置罐用碳鋼制造。外置儲罐的設計是用來隔離和容納氣體(不是液體)，因此這種結構需要兩級容器。
全容積儲罐的內置儲罐與單容積儲罐的設計是一樣的，都是自立式9%鎳鋼罐。然而，周圍的預應力混凝土罐是用來容納氣體和液體。常規(guī)的混凝土罐也有一個碳鋼襯層，并有一個狹窄的9%鎳鋼襯板來保護底部邊角免受熱沖擊。在內外罐之間用珍珠巖隔熱材料填充。
4.1 儲罐安全措施
LNG儲罐具有很多安全設計特征，例如：
-儲罐周圍的混凝土墻能容納全部或更多的LNG儲罐存儲量
-儲罐的所有開口例如液體輸入和輸出管線以及儀表安裝都穿過頂蓋，也就是說，在預應力混凝土外殼和9％鎳鋼底部沒有開口
-壓力和動態(tài)變送器以及熱電偶檢測儲罐的各個部分。任何不正常的運行狀態(tài)都將被檢測和報警-全廠運行聯鎖設計用來防止儲罐不安全工作和過滿以及超壓
-壓力控制閥和PSVs
4.2 翻滾
在LNG儲存中，翻滾是一個主要的安全問題。通過進一步研究，該現象已被人們很好地認識，在儲罐中它將引起大量的氣體突然轉變并導致罐結構破壞，因輸送到儲罐的LNG成分不同而導致的分層引起翻滾。由于熱量損失，超過一個周期的時間，LNG的底層將變的特別熱。當這個過飽和底層(由于靜壓頭不會氣化)因溫度相同而突然升到頂部時，將會迅速產生大量的氣體。
計算機模型已經發(fā)展到能夠預測突變發(fā)生的時間、分層和氣體釋放率。然而，在突變時的氣體釋放率峰值很難精確預測。因此，為避免突變的發(fā)生，在設計時預防是必要的。
顯然，要避免突變的一個方法是只卸到空罐里或通過分離等濃度液體。但此法將成倍增大儲罐的投資，事實上這個選擇已經受到限制。
使用的一些類似方法是把不同品質的LNG分開儲存，使用人口噴射器促進LNG混合；通過泵將剩余部分進行再循環(huán)頂部進入濃度大的，底部進入濃度小的。
對于這些方法每一種都有其局限性，應根據項目的具體情況，經過仔細的思考后再做決定。
5 消防
一個完整的LNG供氣站消防包括控制部分的設計和安裝，將火災可能性降到最小的邏輯聯鎖設計，快速探測和遏制火災。其中的一些設計內容包括：
-火焰和可燃氣體探測器以及自動隔離和停車聯鎖。
-服務于儲罐和構筑物以及所有主要設備自動噴頭和手動系統(tǒng)
-為防止安全停車失敗，在整個裝置上安裝自動和手動切斷閥來隔離火災。
-在供氣站消防中使用的兩種單獨的系統(tǒng)是：化學干粉消防系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)。
5.1 化學干粉滅火系統(tǒng)
有些獨立的干粉滅火系統(tǒng)，在壓縮氮氣的推動下，固體碳酸氫鈉用來保護供氣站的重要區(qū)域。依靠這種設備，有五種激活方法：
-自動紫外線感應器
-自動伺服設備
-來自被保護裝置或附近的就地氣源
-化學干粉滅火器手動機械裝置
-來自主控盤的遠傳氣源
5.2 雨淋系統(tǒng)
海水被用作LNG供氣站選定區(qū)域的消防水。水源通過一個帶立式消防水泵的人口裝置送到消防水環(huán)形管路系統(tǒng)。當壓力低于60psig(0．4MPa表壓)時，泵自動啟動。噴淋系統(tǒng)則連到這個環(huán)路上。
從生活水系統(tǒng)中通過一個穩(wěn)壓泵來維持系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在100psig(0．67MPa表壓)。
雨淋閥由空氣感溫探頭(HAD)控制安裝在被保護建筑內的每一個系統(tǒng)。所有雨淋系統(tǒng)雨淋閥的控制氣源由閥門附近存放的氮氣鋼瓶提供。
5.3 可燃氣體檢測系統(tǒng)
有兩個可燃氣體檢測系統(tǒng)：在氣化器里的碳氫化合物泄漏檢測和大氣中可燃氣體檢測。
每個氣化器安裝一個氧含量和燃燒分析儀，來取樣、分析和記錄煙道氣體中氧和碳氫化合物的含量。
5.4 紫外線火災探測系統(tǒng)
每個紫外線探測器都是一個單獨系統(tǒng)，它能對碳氫化合物引發(fā)的火焰進行探測。該探測器暴露在陽光、白熾燈光、熒光或水銀光、電或電弧焊以及閃電的照射下不會報警。暴露在碳氫化合物火焰的紫外線感應器自動激活相關聯的化學干粉系統(tǒng)同時報警。
紫外線探測器被安裝在如下火災控制區(qū)：氣化器區(qū)、外送泵區(qū)、碼頭以及罐區(qū)。
5.5 煙氣檢測
為控制火災，感煙探測器安裝在以下建筑內：控制室、電氣室以及消防泵房。
露置在含煙氣中的探測器自動激活以下設備：主控制盤上的可視火災報警，全廠火災警報器和著火部位的火災信息。
此時，上面列出的建筑物的加熱和通風系統(tǒng)將自動關閉。
5.6 消防水量
水不是用來撲滅火災，而是用來保護暴露在外部火災中的建筑物、儲罐和設備的需要。
對于噴淋頂部和每一個建筑物的外墻的常規(guī)的水量為：
單位：加侖/分鐘(升/分鐘)
①壓縮機房1000-1500(3785-5678)
②控制室625(2366)
③消防泵房400-600(1514-2271)
④主配電室200(757)
⑤公用建筑160(606)
除噴淋系統(tǒng)外，來自監(jiān)控器和消防船的水也經常用來幫助控制火災，主要是通過冷卻相鄰的設備和建筑物以防火勢蔓延。
6 停車
各種可能的事件，如火災信號，儲罐壓力高，儲罐液位高或儀表風壓低，都將啟動緊急停車系統(tǒng)。整個過程是經過各種切斷閥和放空來關閉受影響區(qū)域的設備和封鎖將受影響的區(qū)域。當安裝在碼頭上的任何一個紫外線探測器探測到火災，人們在現場和控制室內將聽到聲音報警。卸車管線上的切斷閥將自動關閉。如果是初次起動，為保證安全停車，原則上手動ESD按鈕應設在裝置上。
另外，在沒有電源或氣源的情況下，低溫閥根據設計將關閉。每個閥門(除壓縮機旁通閥外)也有一個保險連接激活開關，關閉火災現場的閥門。
7 結論
LNG設施在全世界已經安全、可靠、環(huán)保運行了三十年，但是，設計出既安全又經濟的LNG供氣站仍是一項挑戰(zhàn)。這是因為：
-LNG工業(yè)面臨著降低成本的壓力(但是，LNG設計的安全性仍不容忽視)
-LNG工業(yè)的成長將主要依賴對該工業(yè)很不熟悉或一無所知的市場環(huán)境
-新技術的發(fā)展，例如：在氣化站設計中，將要克服能源綜合利用所帶來的新的安全問題
-作為一代有競爭力的環(huán)保能源，高效循環(huán)技術的發(fā)展(見1998/99冬季發(fā)表在PTQ《降低LNG供氣站運行成本》一文)已經為LNG確立了一個適當的位置。由于電力快速增長的需要，太平洋周邊國家的許多LNG工程正處于規(guī)劃階段，中國、印度和南美等地區(qū)市場的不斷開放，更多更大的項目有望上馬。這些項目中有不少將選址在人口密集的地方，因此安全問題更應引起高度重視。
這類項目的設計和施工需要有經驗的工程建設隊伍，他們必需熟知該類項目的安全問題。同時，他們不僅在LNG方面要有經驗，而且在發(fā)電方面也是如此，從LNG供應到發(fā)電整個過程的設計，應該保證其安全性和完整性。
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