低溫儲罐技術現(xiàn)狀跟內(nèi)罐設計[一]、天然氣液化技術現(xiàn)狀
常溫下的天然氣為氣體，貯存或者遠距離的運輸比較困難，開采出來的天然氣通常需要經(jīng)過“三脫”進行凈化處理，然后將天然氣進行液化工藝處理，由于其組分中主要為甲烷，液化后的天然氣為低溫液體。由于天然氣液化后的體積僅為氣態(tài)時的1/625，故其運輸以及儲存效率得到大幅度提高。至今，天然氣的液化技術中比較成熟的工藝主要有膨脹機制冷、節(jié)流制冷、階式制冷、混合冷劑制冷以及帶預冷的混合冷劑制冷等。目前，液化天然氣廠多采用后三種液化工藝。美國于1941年建成了一套工業(yè)級的液化天然氣裝置，自60年代以來，液化天然氣工業(yè)迅速發(fā)展，LNG儲罐其規(guī)模也越來越大，國內(nèi)外在天然氣液化技術方而也有著一定的開發(fā)研究。
規(guī)模大、設備多、工藝復雜、投資高是天然氣液化工藝的特點，大都采用階式以及混合冷劑的制冷液化工藝，這兩種類型的液化裝置目前仍在運行中，其中混合冷劑的制冷液化工藝是新裝置投產(chǎn)設計考慮的主要工藝，工藝研究的主要目的是降低天然氣液化的能耗。
法國的Axens公司先進的天然氣液化工藝，與通用的液化工藝相比，工藝的生產(chǎn)能力可提高15一20%，其生產(chǎn)成本也降低了25%，該工藝的工業(yè)化為天然氣液化奠定了基礎。工藝的優(yōu)點主要是使用翅片式的換熱器以及進行了熱力學優(yōu)化的工藝，該工藝在環(huán)保、實用以及創(chuàng)新等方而特點已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被廣泛認可。
天然氣液化的CII-2工藝，有著簡潔、無相分離以及易于控制等的純組分循環(huán)具有的優(yōu)點，同時又有著制冷劑與天然氣制冷溫位的較好配合、裝置少、功效高等混合冷劑的制冷循環(huán)工藝具有的優(yōu)點。
美國研究開發(fā)的一種新型的GTL天然氣液化的技術比目前的GTL液化技術能適用于較小規(guī)模的天然氣液化裝置。該新型工藝相比現(xiàn)有的技術要簡單的多，同時不需要使用合成氣，并且除發(fā)電外，氧氣也不需使用。其規(guī)模、生產(chǎn)以及經(jīng)濟性等方而均與普通的GTL工藝不同。
[二]、天然氣儲罐的內(nèi)罐設計
天然氣儲罐內(nèi)罐設計應用的標準為API620附錄Q。內(nèi)罐是整臺低溫儲罐的核心，也是設計的。
一、靜力設計
液化天然氣儲罐內(nèi)罐筒體的高度應考慮滿足儲罐的設計容積(設計液位)，同時應當考慮由于泵吸入口高度造成一部分液態(tài)LNG存留于內(nèi)罐中所占據(jù)的高度，以及針對地震造成液面晃動預留出的頂部自由空間。
不銹鋼內(nèi)罐壁板設計的厚度應滿足下列要求：
(1)相當于液態(tài)LNG設計液位的液柱壓力；
(2)相當于液態(tài)LNG設計液位的液柱壓力1.25倍的水壓試驗壓力。
由于內(nèi)罐為開口結構，內(nèi)罐兩側所受到的氣相壓力大小相等，因此在內(nèi)罐壁厚的計算中無需考慮蒸發(fā)氣體壓力。
二、筒體壓縮
筒體底部的較大縱向壓縮力可以根據(jù)API620附錄L5.2計算，結果需滿足API620附錄L5.3筒體較大縱向壓應力要求。
三、抗震設計
天然氣儲罐內(nèi)罐抗震設計采取預埋錨固帶，以抵抗由于地震產(chǎn)生的傾覆力矩。應在水壓試驗過程中進行內(nèi)罐錨固帶與內(nèi)罐壁板的焊接，而在氣壓試驗過程中完成外罐錨固帶與外罐壁板的焊接工作。
四、抗傾覆計算
儲罐可以由罐體重量和儲存液體的重量來確定殼體底部的抗傾覆力矩，通過比較計算結果是否滿足API620附錄L4.1及L4.2來判斷儲罐是否需要采用錨固帶解決。對于非錨固帶設計的儲罐，可以利用殼體下提升基礎底板寬度的這部分介質來抗傾覆。
五、液體晃動值計算
由地震造成液體晃動的高度值可以由API620附錄L8計算得出，將該計算結果加上較小為1英尺的數(shù)值作為內(nèi)罐高度的預留液體晃動高度值。
六、吊頂設計
吊頂設計應考慮吊頂自身重量以及覆蓋在吊頂上的保冷材料、接管套筒、壓力平衡孔的重量和施工中的臨時載荷。由于儲罐在常溫狀態(tài)下安裝，因此吊頂上接管開孔與接管應當偏心布置，以補償由于溫度變化造成的吊頂甲板收縮量，否則可能會由于甲板收縮與接管產(chǎn)生碰撞，造成吊頂甲板或接管變形。
七、接管設計
接管的設計除了要滿足工藝要求外，還應考慮到在儲罐氣體置換及預冷過程中需要配置的一些臨時接管。
黃驊百恒達祥通機械制造有限公司(http://www.chinaxiangtong.com)位于新興的港口城市黃驊市，于2002年經(jīng)質量監(jiān)督檢驗檢疫總局批準的特種設備生產(chǎn)企業(yè)。公司現(xiàn)具有A2壓力容器設計許可證，壓力容器A1、A2、D1、D2制造許可證，鍋爐B級制造許可證。主要產(chǎn)品有液氬儲罐、LNG容器、低溫壓力容器、液氮儲罐、低溫容器等。公司占地面積67320平方米。生產(chǎn)50多種工業(yè)產(chǎn)品，低溫液體儲罐（250m3）主要市場方向液氧儲罐，LNG加注站，工業(yè)氣體分裝站，企業(yè)和居民氣化站。油田加熱爐，現(xiàn)階段的市場方向西北油田、大慶油田、華北油田。各種鍋爐產(chǎn)品及各種二氧化碳儲罐產(chǎn)品的市場方向各大化工業(yè)。