LNG儲罐溫度場數值模擬及實測差異分析

范嘉堃，陳團海，許佳偉，周樹輝，楊亮，安東雨

（中海石油氣電集團有限責任公司， 北京 100028）

LNG儲罐與常規油氣存儲裝置的主要區別在于LNG儲罐具有特殊的保冷結構設計，用于保持蒸發率低于特定的限度，保護儲罐的非低溫部件/材料（主要是儲罐外部），使其處于所要求的環境溫度下，限制儲罐底部的基礎/土壤冷卻避免因凍脹而損壞，防止和盡可能減少儲罐外部表面的水蒸氣冷凝和結冰。

保冷結構主要分為罐底保冷、罐壁保冷和吊頂保冷三部分。如圖1所示，罐底保冷材料主要采用具有一定承壓能力的泡沫玻璃磚，每層泡沫玻璃之間要布置一層瀝青氈防潮層。罐壁環形空間保冷層由彈性氈和膨脹珍珠巖粉末組成，彈性氈緊貼內罐壁板，彈性氈主要用于吸收來自背部珍珠巖粉末的壓力。吊頂保冷材料主要是玻璃棉，需給出足夠的厚度富余量，確保達到保冷效果所需厚度。

圖1 預應力混凝土外罐全容罐罐底絕熱系統典型結構示意圖

1 LNG儲罐有限元熱分析

由于LNG儲罐特殊的保冷結構，對于LNG儲罐進行熱分析是有必要的。針對LNG儲罐進行熱分析的目的在于計算出在各個不同工況下罐體的溫度分布，然后把溫度分布作為外荷載，施加到結構模型中進行應力分析。

本文采用通用有限元軟件ANSYS對儲罐進行熱分析，使用二維軸對稱熱單元模擬整個罐體，包括混凝土罐底、罐壁和穹頂、混凝土找平層和低溫環梁、內罐底部和熱角保護中的HLB800泡沫玻璃磚、低溫環梁下的HLB1200泡沫玻璃磚、內外罐環形空間內的膨脹珍珠巖和彈性氈、內罐吊頂玻璃棉等，基本涵蓋了所有罐底、罐壁、吊頂保冷材料。……