为防止LNG快速蒸发气导致局部空间形成爆炸条件,必须加强LNG气化速度的控制,同时采取办法使己经蒸发的气休迅速扩散,将浓度降低至爆炸范围以外。为降低LNG气化速度,可以选用泡沫玻璃砖、珍珠岩等保温效果较好的材料建造集液池。此外,可以通过集液池配套的高倍泡沫系统喷射高倍泡沫,覆盖在LNG的表面来加快LNG的扩散速度。
LNG储罐在接收站试车或进行储罐大修之前,需要对储罐进行气体置换。置换方法是用惰性气体(N2或CO2)将储罐中的空气或天然气置换出来,防止形成混合气体,引起爆炸,该种处理也称“惰化”。置换要求分为4个区域,且每个区域的介质状态和相关参数都有所不同。内罐和拱顶、环隙空间、罐底的露 点要求分别为-20℃、-10℃、0℃,各部分的氧含量要求不高于4%。
储罐压力过高或过低都有危害,罐内压力过高可能导致罐顶掀开,储罐形成负压会导致储罐抽瘪。因此,储罐压力必须控制在要求的范围之内。引起储罐压力变化的因素很多,如LNG槽车装车返回的大量温度较高的蒸发气,卸船期间卸料臂的遇冷、误操作,都可能引起罐内压力上升。此外,突然增加外输量或提高蒸发气压缩机负荷、全速卸料进入大量低温LNG,也可能使罐内形成负压。因此,在操作过程中应尽量避免大的工艺改变。一旦出现超压或负压情况,储罐自身的一套保护系统会自动动作,对储罐进行保护。储罐还配备有先导式压力安全阀(PSV)和先导式真空安全阀(VSV)。PSV通过先导气确认储罐是否出现超压,当压力高于安全阀的设定值后安全阀会自动打开。VSV通过先导气确认罐内是否出现真空、产生负压,一旦产生负压并达到设定值,真空安全阀就会打开,吸入大量空气,罐压增加从而不会被抽瘪。
液化天然气储罐发泡玻璃砖由于特殊的液化条件,使其自身蕴含着丰富的低温能量。在一个标准大气压下,液化天然气气化都可以放出大量能量,这种能量可用于制造干冰、速冻食品等。
液化天然气在液化之前就去除了所含的杂质,因此燃烧过程中产生的烟尘很低,二氧 化硫以及氮氧 化物的排量比较低。因此被称为清洁能源,被广泛用于发电、城市民用燃气及工业燃气,减少了大气污染,有利于经济与环境的协调发展。
净化后的原料天然气在3个制冷循环的冷却器中逐级冷却、冷凝、液化并过冷,经节流降压后获得低温常压液态天然气产品,送至储罐储存。经典阶式制冷循环由三个单独的制冷系统组成。从发展来看,最初兴建LNG装置时就用阶式制冷循环的着眼点是:能耗较低,技术成熟,无需改变即可移植于LNG生产。但是随着生产需要和技术的改进,阶式制冷工艺由于制冷机组多,流程长,对制冷剂纯度要求严格,且不适用于含氮量较多的天然气。因此储罐发泡玻璃砖这种液化工艺在天然气液化装置上已较少应用。
液化天然气分层的主要原因是密度的差异。储罐发泡玻璃砖密度差异较大的LNG进入同一储罐内并存放较长时间,容易引起分层。密度较大的LNG由于重力的作用积聚在储罐底部,而密度小的LNG停留在储罐上部,形成上下两层相对单独的对流。底部LNG受到上部LNG抑制的作用,未达到饱和状态,因此蒸发速度相对于上部LNG较慢。由于储罐不可能完全绝热,外界热量总会不断由外而内地传递,底部LNG获得的热量使温度升高,同时一部分氮气等重组分的挥发,使LNG的密度减小,底部的LNG会逐渐由未饱和状态过渡到饱和状态,随着氮气等重组分的挥发,外界热量的持续进入,下层LNG的温度逐渐升高,密度逐渐减小,当底部LNG的密度等于上部LNG的密度时,在原来分层的界面处会出现强烈的扰动,上、下两层LNG形成强烈的对流,下层的饱和状态会变成超饱和状态,进而产生大量的蒸气,同时剧烈的对流导致储罐压力急剧上升,分层被破坏,形成所谓的“翻滚”。