Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,液化天然气（LNG）储运设备的设计,李兆慈,石油大学（北京）,液化天然气（LNG）储运设备的设计李兆慈,1,主要内容,一、前言,二、LNG储运设备简介,三、立式LNG储罐的设计,四、LNG槽车的设计,五、无损储存的研究,六、需进一步研究的问题,主要内容,2,1、前言,天然气,储运方式,气态压力储运（CNG,）,液化储运（LNG）,吸附储运,水合物储运（NGH）,常用,1、前言天然气气态压力储运（CNG）液化储运（LNG）吸附储,3,天然气储运方法比较,天然气储运方法比较,4,LNG储运的优点：,节约风险性管线建设费用,使远洋LNG贸易成为可能,LNG的清洁度高,调峰,冷量利用，效益明显,LNG储运的优点：,5,LNG工业链,天然气预处理、液化、储存、运输、接收站、再汽化装置,LNG工业链 天然气预处理、液化、储存、运输、接收站、,6,天然气液化,调峰型液化站,基本负荷型液化工厂,LNG储存,管网,用户,LNG汽车,LNG储存,LNG船,接收站,LNG储存,汽化站,LNG加注站,管网,用户,LNG工业链,天然气液化调峰型液化站基本负荷型液化工厂LNG储存管网用户,7,2、LNG储运设备简介,2.1 LNG储罐（槽）,按容量分类,小型储罐：,550m,3,，常用于民用燃气汽化站、,LNG加注站,中型储罐：,50100m,3,，卫星式液化站、工业燃气站,大型储罐：,1001000m,3,，小型LNG生产装置,大型储槽：,1000040000m,3,，基本或调峰型液化装置,特大型储槽：,40000200000m,3,，LNG接收站,2、LNG储运设备简介2.1 LNG储罐（槽）按容量分类,8,按绝热结构分类,真空粉末绝热：,小型LNG储罐,正压堆积绝热：,大中型LNG储罐与储槽,高真空多层绝热：,小型LNG储罐,按绝热结构分类,9,按储罐（槽）的形状分类,球形罐：,中小容量，少量大型储槽，如林德公司,40000m,3,和日本NKK公司5000m,3,圆柱形罐（槽）：,各种容量（包括子母罐）,按储罐（槽）的形状分类,10,按放置形式分类,地上型：,地下型：,半地下型、地下型、地下坑型,按放置形式分类,11,2.2 LNG运输设备,LNG槽船海上运输工具,LNG船,贮存方式,常温压力式全压式,低温常压式全冷式,低温压力式半冷半压式,2.2 LNG运输设备LNG槽船海上运输工具LNG船 常,12,LNG船型,球形储罐船,薄膜型舱船,LNG船型球形储罐船薄膜型舱船,13,LNG槽车,规格：,30、35、40、45m,3,绝热方式：,真空纤维、真空粉末、高真空多层,半挂式40m,3,LNG槽车,LNG槽车规格：30、35、40、45m3半挂式40m3,14,结构基本与槽车储槽相似,灵活性,目前国内已开发出20英尺、40英尺罐箱,LNG罐箱,结构基本与槽车储槽相似LNG罐箱,15,LNG罐箱,20英尺LNG罐箱,LNG罐箱20英尺LNG罐箱,16,LNG管道输送,大量的天然气输送，采用液体输送比气体输送更为经济，输送量可提高3.53.7倍，并能节约投资24倍。一般采用单相流动的稳定输送，为了保证这一点，可以采用提高输送压力的方法，或使液体过冷，以及提高管道的保温性能等措施。,LNG管道输送 大量的天然气输送，采用液体输送比,17,LNG管道输送方式：,汽化器：,加压法,泵送法：,LNG泵,冷态输送法：,节约了中间加压站，降低了管,道保温要求，终点是低温气体，输送,费用比液态输送高1/3，比气体输送,低60%。,LNG管道输送方式：,18,LNG输送管道：,普通管道,低温绝热管道,堆积绝热,真空绝热,动态真空,静态真空,LNG输送管道：堆积绝热真空绝热动态真空静态真空,19,3、立式LNG储罐的设计,容量：,100m,3,绝热方式：,真空粉末绝热,LNG理论日蒸发率,：0.27%,内筒、管道：,0Cr18Ni9,外筒：,20R,3、立式LNG储罐的设计,20,100m,3,LNG储罐实物图,100m3LNG储罐实物图,21,LIA,PI,PG,LG,H,L,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,17,18,16,上进液,下进液,排液,去气罐增压器,去放空系统,去回温器,来自气储罐增压器,1,1-外壳防爆装置,2-抽真空阀,3-真空计阀,4-金属真空规,5-低温截止阀,7、8、9-低温截止阀,10-自动调节阀,11-低温截止阀,12-低温角式截止阀,13-安全阀,14、15、16、17、18-低温角式 截止阀,100m,3,LNG,储罐流程图,LIAPIPGLGH23456789101112131415,22,100m,3,LNG储罐技术特性,100m3LNG储罐技术特性,23,4、LNG槽车的设计,LNG槽车运载状态一般是常压，温度约为112K的低温。LNG又是易燃、易爆的介质，运输中的安全可靠是至关重要的。,4、LNG槽车的设计 LNG槽车运载状态一般是常压，温,24,技术关键：,支承：,冲击、振动及冷补偿,支承构件 常选用热导率低而强度高的材料如玻璃钢、不锈钢等,受拉伸的构件,两固定端,应留有一定的活动余隙，否则由于内胆的冷收缩拉杆受力太大，会在两固定端产生很大应力。,技术关键：支承：冲击、振动及冷补偿 支承构件 常选用热导,25,低温储运设备内支承典型结构,低温储运设备内支承典型结构,26,绝热,真空粉末绝热：,35m,真空纤维绝,高真空多层绝热:,45m,3,多层绝热,阻光粉末,纤维,粉末纤维,泡沫、粉末、,纤维,真空,非真空,10,-5,10,-4,10,-3,10,-2,10,-1,1,不同绝热类型的有效导热系数,绝热真空粉末绝热：35m多层绝热阻光粉末粉末纤维泡沫、粉,27,真空粉末（或纤维）绝热,优点：,不需要太高的真空度，,易于对形状复杂的表面绝热,缺点：,震动负荷和反复热循环后易沉降压实,多层绝热,优点,：,绝热性能优裕，重量轻，与粉末绝热比,相对预冷损失小，稳定性好,缺点,：,难以对复杂形状绝热，抽成,高真空不易，抽空工艺较复杂,真空粉末（或纤维）绝热 优点：不需要太高的真空度，缺点：震动,28,安全技术,流程与结构,内胆安全阀,内胆防爆膜装置,绝热夹套防爆膜装置,紧急切断阀,阻火器,安全技术内胆安全阀,29,流程设计,液体输送,压力输送,：转注时间长，罐体设计压力高,泵送液体：,转注流量大、时间短,泵后压力高，适应各种压力储槽,泵前压力要求低,罐体设计压力低,整车造价高、结构较复杂,流程设计液体输送压力输送：转注时间长，罐体设计压力高,30,实例：,产品名称：,半挂式40m,3,LNG槽车,公称容积：,40m,3,有效容积：,36m,3,（充装系数：0.90）,工作压力,：,0.8MPa,外形尺寸,：,16335,2480,3886,(长,宽,高),实例：,31,40m,3,LNG半挂式槽车实物图,40m3LNG半挂式槽车实物图,32,液化天然气LNG储运设备的设计方案课件,33,LNG半挂式槽车储罐结构示意图,专利号：ZL00249960.6,1.外壳 2.绝热层 3.内胆 4.径向支承 5.常温吸气剂 6.轴向支承 7.低温吸气剂,LNG半挂式槽车储罐结构示意图1.外壳 2.绝热层 3.内胆,34,半挂式40m,3,LNG槽车主要技术参数,半挂式40m3LNG槽车主要技术参数,35,液化天然气LNG储运设备的设计方案课件,36,LNG槽车的发展方向,大型化,列车化,高速化,LNG槽车的发展方向大型化,37,5、LNG无损储存的研究,无损储存时间的影响因素,漏热量（日蒸发率）,充满率,环境温度,容器使用压力,温度分层,低温容器内压力的升高是无损储存破坏的直接因素,5、LNG无损储存的研究 无损储存时间的影响因素低温容器内压,38,卧式容器中低温液体流动过程示意图,卧式容器中低温液体流动过程示意图,39,模型,饱和均质模型,均相表面蒸发模型,热分层模型,俄罗斯模型,俄罗斯模型的修正模型,模型,40,计算模型（修正模型）,计算模型（修正模型）,41,可视化程序编制,可视化程序编制,42,6、需进一步研究的问题,我国LNG应用开发较迟，虽然目前开发的几种贮运设备很快达到国际同类水平，但从整个国家利用天然气资源、提高经济性来看，还与国际上存在差距。因此，在LNG储运设备的研究中，注重各种类型的LNG储运设备的研制外，并应重点进行以下几方面的研究工作。,6、需进一步研究的问题 我国LNG应用开发较迟，虽然目,43,LNG储存非稳定性的研究,LNG的迁移性（密度、导热系数、粘性等）,分层,涡旋,计算机模拟与试验工作,LNG储存非稳定性的研究 LNG的迁移性（密度、导热系数、,44,新型绝热结构与绝热材料的研究,新型支承结构的研究,LNG用配套阀门、仪表的研发,新型绝热结构与绝热材料的研究,45,谢谢！,谢谢！,46,1,、先天下之忧而忧；后天下之乐而乐。范仲淹,2,、捐躯赴国难，视死忽如归。曹植,3,、近乡情更切，不敢问来人。宋之问,4,、气蒸云梦泽；波撼岳阳城。孟浩然,5,、中夜四五叹，常为大国忧。李白,6,、国耻未雪，何由成名？李白,7,、当须徇忠义，身死报国恩。李希仲,8,、科学虽没有国界，但是学者却有他自己的国家。巴斯德,9,、虚荣的人注视着自己的名字，光荣的人注视着祖国的事业。马蒂,10,、爱国主义就是千百年来固定下来的对自己的祖国的一种最深厚的感情。列宁,11,、利于国者爱之，害于国者恶之。晏婴,12,、常思奋不顾身，而殉国家之急。司马迁,13,、爱国如饥渴。班固,14,、一身报国有万死，双鬓向人无再青。陆游,15,、死去原知万事空，但悲不见九州同。王师北定中原日，家祭无忘告乃翁。陆游,16,、人生自古谁无死，留取丹心照汗青。文天祥,17,、天下兴亡，匹夫有责。顾炎武,18,、南北驱驰报主情，江花边草笑平生。一年三百六十日，都是横戈马上行。戚继光,19,、瞒人之事弗为，害人之心弗存，有益国家之事虽死弗避。吕坤,20,、各出所学，各尽所知，使国家富强不受外侮，足以自立于地球之上。詹天佑,21,、做人最大的事情是什么呢？就是要知道怎样爱国。孙中山,22,、我们爱我们的民族，这是我们自信心的泉源。周恩来,23,、为中华之崛起而读书。周恩来,24,、以身许国，何事不敢为？岳飞,25,、夜视太白收光芒，报国欲死无战场！陆游,26,、位卑不敢忘忧国。陆游,27,、寄意寒星荃不察，我以我血荐轩辕。鲁迅,28,、中国自古以来，就有埋头苦干的人，就有拼命硬干的人，就有为民请命的人，就有舍身求法的人。他们是中国的脊梁。鲁迅,29,、惟有民魂是值得宝贵的，惟有它发扬起来，中国人才有真进步。鲁迅,30,、我们中华民族有同自己的敌人血战到底的气概，有在自力更生的基础上光复旧物的决心，有自立于世界民族之林的能力。毛泽东,31,、与其忍辱生，毋宁报国死。何香凝,32,、锦绣河山收拾好，万民尽作主人翁。朱德,33,、人民不仅有权爱国，而且爱国是个义务，是一种光荣。徐特立,34,、爱国的主要方法，就是要爱自己所从事的事业。谢觉哉,35,、中国是古老的民族，也是勇敢的民族。中华民族有两大优点：勇敢，勤劳。这样的民族多么可爱，我们爱我们民族（当然其他民族也有他们可爱之处，我们决不忽视这一点），这是我们自信心的泉源。周恩来,36,、真正的爱国者是爱人类的，爱国决不是排外。马铁丁,37,、爱国主义就是千百年来巩固起来的对自己的祖国的一种最深厚的感情。列宁,38,、必须经过祖国这一层楼，然后更上一层楼，达到