全容式LNG儲(chǔ)罐罐頂儀表隔離閥選型技術(shù)研究

楊暉

【摘 ?要】現(xiàn)階段的全容式LNG儲(chǔ)罐往往面臨著進(jìn)行選型技術(shù)時(shí)缺少理論依據(jù)的情況，這主要是由于相關(guān)人員往往缺乏良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本文就以相關(guān)設(shè)計(jì)人員能夠?qū)NG儲(chǔ)罐擁有更為詳細(xì)、深入的認(rèn)知基礎(chǔ)為目標(biāo)，進(jìn)行了對(duì)全容式LNG罐頂結(jié)構(gòu)的深入探究，并闡述了對(duì)全容式LNG儲(chǔ)罐罐頂如LTD、壓力變送器等儀表及各類安全閥門的研究內(nèi)容，以期能為相關(guān)設(shè)計(jì)人員提供參考借鑒之用。

【關(guān)鍵詞】LNG儲(chǔ)罐;隔離閥;選型技術(shù)

液化天然氣英文Liquefied Natural Gas，縮寫即為LNG。由于LNG主要由甲烷組成，故雖然其無味無毒，但卻有著易于擴(kuò)散、可燃等特點(diǎn)，一旦發(fā)生泄漏往往會(huì)產(chǎn)生安全隱患。而LNG儲(chǔ)罐罐頂?shù)母綦x閥則是對(duì)儲(chǔ)罐安全性能的一道保障，為了保障LNG儲(chǔ)罐的正常使用、預(yù)防相關(guān)隱患問題，本文就對(duì)LNG儲(chǔ)罐罐頂結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，以保障LNG儲(chǔ)罐的安全性能滿足社會(huì)對(duì)其的要求。

1全容式 LNG儲(chǔ)罐罐頂結(jié)構(gòu)探究

全容式LNG儲(chǔ)罐除了沒有圍堰、擋液墻外，其與單容式LNG儲(chǔ)罐的不同點(diǎn)還有著所加外罐所用材料的不同，單容罐的外罐通常采用碳鋼材料，而為了追求更高質(zhì)量與更優(yōu)良的性質(zhì)，全容罐通常采用不銹鋼或鋼筋混凝土作為外罐的制作原料。

1.1全容式LNG儲(chǔ)罐罐頂?shù)目刂葡到y(tǒng)

全容式LNG儲(chǔ)罐罐頂中諸如低溫閥門、儲(chǔ)罐壓力安全閥門、真空安全閥門等往往是對(duì)儲(chǔ)罐安全性的重要保障。當(dāng)天然氣儲(chǔ)罐由于各類因素導(dǎo)致儲(chǔ)罐內(nèi)部氣體壓力過大時(shí)，只有通過其安全閥門將相關(guān)的蒸發(fā)氣體進(jìn)行排放、釋放儲(chǔ)罐內(nèi)部的壓力，才能避免儲(chǔ)罐出現(xiàn)損傷。相關(guān)控制閥門的系統(tǒng)圖舉例如圖：

如圖所示，該圖為單流閥中的一種，經(jīng)過該閥門能夠使LNG氣體僅從一個(gè)方向流動(dòng)而無法反方向流動(dòng)。其工作原理是壓縮空氣從P口進(jìn)入，在克服相關(guān)阻力后開啟該閥門的單向閥口，然后壓縮空氣會(huì)從P口流至A口，并在P口中全部壓縮口氣均流至A口時(shí)，閥門閥口關(guān)閉。

1.2全容式LNG儲(chǔ)罐罐頂?shù)倪x型技術(shù)研究

為了確保LNG儲(chǔ)罐的正常使用，以及對(duì)其使用中的相關(guān)問題進(jìn)行預(yù)防，現(xiàn)階段相關(guān)規(guī)定對(duì)儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)提出了更高要求。而在部分低溫閥門的設(shè)計(jì)中，為防止過低的溫度凍住閥桿填料而對(duì)儲(chǔ)罐閥門造成不良影響，故在儲(chǔ)罐中通常要對(duì)閥門閥桿長度進(jìn)行一定的加長。并在加長時(shí)根據(jù)閥門直徑、類型的不同，對(duì)閥門閥桿的加長程度進(jìn)行不斷調(diào)整[1]。同時(shí)，在部分低溫閥門的使用中，為確保高效、穩(wěn)定、安全的操作過程，通常需要設(shè)有閥門滴盤，通過增加儲(chǔ)罐頂部閥門的換熱面積以控制其操作中的溫度，預(yù)防溫度過低使閥桿填料被凍住的問題。而隨著在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)滴盤研究程度的不斷深入，現(xiàn)階段滴盤大小及位置都能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行一定調(diào)整，從而確保滴盤的設(shè)計(jì)具有較高的實(shí)用性，但也因此，在滴盤設(shè)計(jì)中往往沒有較為嚴(yán)格、規(guī)范的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而且在儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常還要在護(hù)管設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行對(duì)護(hù)管的加固處理，并在內(nèi)外罐設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中對(duì)其進(jìn)行保冷處理。此外為便于儀表安裝工作還應(yīng)在操作平臺(tái)的設(shè)計(jì)中適當(dāng)增加操作平臺(tái)的高度，用全面、切實(shí)、有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保障LNG儲(chǔ)罐的正常應(yīng)用。

2 隔離閥維修過程的探究

在對(duì)罐頂儀表隔離閥進(jìn)行維修時(shí)，由于操作中常會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部氣體出現(xiàn)流動(dòng)，故要想其內(nèi)部的氣體溫度不會(huì)由于活動(dòng)而增高，就應(yīng)采取一定處理措施。

在維修時(shí)先要通過預(yù)先安裝在閥門上的電機(jī)設(shè)備將護(hù)管內(nèi)部LNG的表面浮子進(jìn)行回收并存放于外罐內(nèi)，不僅能一定程度上調(diào)控浮子溫度，還能避免浮子受環(huán)境影響而出現(xiàn)相關(guān)問題。而在將浮子存放于外罐后，通常還要經(jīng)由傳熱并通過充足的冷卻時(shí)間使浮子溫度逐漸與外罐溫度接近，這個(gè)時(shí)間一般在4h以上，并且相關(guān)規(guī)定中通常要求浮子溫度在-15℃左右[2]。這時(shí)還需通過電機(jī)將浮子進(jìn)行再次回收并使相關(guān)浮子高于閥門，一般這個(gè)過程需要將浮子停留約1h，直到經(jīng)傳熱后，浮子溫度與環(huán)境溫度相近時(shí)才可將閥門關(guān)閉。之后才可將閥門上的相關(guān)儀表進(jìn)行拆除，從而取出相關(guān)浮子以開展維修工作。此外在維修后除了將浮子放回還要將相關(guān)配件安裝回原位，避免出現(xiàn)遺漏問題。

3隔離閥制造原料的探究

通常來說，閥門材料需要擁有更優(yōu)良的物理性能（溫度、壓力等），以確保閥門使用時(shí)擁有更高的穩(wěn)定性能。故針對(duì)LNG儲(chǔ)罐常用原材料：不銹鋼與碳鋼，本文便各選擇了兩類原材料中的常見類型，對(duì)其部分性質(zhì)進(jìn)行檢測，檢測獲得的相關(guān)信息如表1：

在一般施工中，閥門制作原料都以碳鋼為主，而憑著碳鋼較為良好的相關(guān)性能也能滿足各類制度、規(guī)范的要求。但若要預(yù)防諸如LNG蒸發(fā)氣經(jīng)由閥門的泄漏、操作工藝不規(guī)范等問題造成過大損害，則閥門的制造原料也可采用物理性能更好的不銹鋼材料，并可使用相關(guān)的耐低溫材料進(jìn)行閥座內(nèi)的密封工藝。雖然閥門造價(jià)會(huì)略高，但不銹鋼材料更好的物理性質(zhì)與一定的化學(xué)性質(zhì)往往能降低相關(guān)問題所造成不良影響的程度，往往能夠確保在使用LNG儲(chǔ)罐時(shí)擁有一定的安全性，并且不銹鋼材料制作的儲(chǔ)罐閥門往往也具備更優(yōu)越的性能，即便不適用加長閥蓋與滴盤等配件，其也能滿足相關(guān)制度中的性能要求，故從某方面來講也能在一定程度上彌補(bǔ)其造價(jià)較高的缺點(diǎn)[3]。

結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段對(duì)全容式LNG儲(chǔ)罐罐頂儀表隔離閥的相關(guān)要求較高、制度也較為健全，相關(guān)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)、操作時(shí)就可以以此為基礎(chǔ)，通過滿足相關(guān)要求的設(shè)計(jì)與規(guī)范化的操作，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、規(guī)范性的技術(shù)應(yīng)用過程，并經(jīng)由對(duì)LNG儲(chǔ)罐的深入了解，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)選型技術(shù)的優(yōu)化，達(dá)到保障LNG儲(chǔ)罐長效使用的目的，逐漸促進(jìn)天然氣行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 方江敏，張林輝，柯甜甜.LNG儲(chǔ)罐漏熱與影響因素分析[J].化工機(jī)械，2018，45（6）：738-742.

[2] 王繼光，楊春慧，毛偉.LNG儲(chǔ)罐儀表監(jiān)測系統(tǒng)和調(diào)試問題分析探討[J].自動(dòng)化儀表，2017，38（5）：95-98.

[3] 丁昌，目林鵬，桂許龍，....，全容式LNG儲(chǔ)罐應(yīng)力分析及底部優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].低溫與超導(dǎo)，2018（8）：12-16.

（作者單位：中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司山東龍口LNG項(xiàng)目籌備組）