LNG薄膜罐结构与氮气系统运行模式

1 概述

薄膜罐在国外应用较为成熟，截至目前，已经拥有薄膜罐自主专利技术的公司有5家：法国GTT公司、韩国KOGAS公司、日本IHI公司、日本MHI公司、日本KHI公司，专利技术的主要区别在于薄膜的厚度和波纹形式

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目前，全球已有约100座薄膜罐建成投产，我国已建成投运的LNG储罐大多数属于传统的9%镍钢全容罐，薄膜罐在我国尚无应用先例。本文结合我国某在建LNG薄膜罐工程，对薄膜罐结构与氮气系统运行模式进行探讨。

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2 薄膜罐结构

薄膜罐主要由混凝土外罐、薄膜内罐、外罐顶、保冷结构、吊顶等组成，结构见图1。

① 混凝土外罐

② 薄膜内罐

薄膜罐与9%镍钢全容罐类似，均采用混凝土外罐。9%镍钢全容罐外罐内壁为圆弧形，薄膜罐外罐内壁一般为正多边形(为了便于安装绝热板)。正56边形薄膜罐外罐内壁见图2，每2个相邻平面的夹角为173.6°。

氮气主管在罐顶上方的布置方式见图8。罐顶布置4条半环形总管，2条呼吸总管(1条为进气管，1条为出气管)，2条吹扫总管(均为进气管)。每条总管上均有7根支管沿外罐内壁竖向穿入保冷结构内，并在不同高度的预埋件穿出。当支管横向进入一二级绝热层时，进入一级绝热层的支管由抗压环处进入，进入二级绝热层的支管由5 m处热角保护以下进入。支管在罐体内的布置见图9。为方便表达，图9中的竖直支管未严格沿外罐内壁绘制，且仅给出一组支管。管道上设置取样口可进行气体取样分析。

以容积为20×10

m

的薄膜罐氮气管道为例进行分析。氮气系统运行模式分为呼吸模式、吹扫模式。储罐正常运行时开启呼吸模式，主要用于提供保冷结构的气体监测环境。当保冷结构中甲烷体积分数达到爆炸下限的30%时，启动吹扫模式，排出保冷结构中的甲烷气体。

薄膜罐保冷结构主要由防潮层、绝热板构成，绝热板采用加强聚氨酯泡沫材料。绝热板标准结构见图6。胶合板用于绝热板与其他结构之间的粘接，不锈钢锚固条用于主屏蔽薄膜与绝热板之间的焊接。罐壁5 m以上、5 m及以下的保冷结构见图7。5 m以上只有1层绝热板，5 m及以下为防止LNG泄漏，在两层绝热板之间增加了次屏蔽薄膜。防潮层的主要作用是防止水蒸气进入保冷结构，通常选用金属衬里、聚合物防潮层

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1.吊网捕鱼操作系统设置 吊网捕鱼设施包括：吊网、饵料台、投饵机、抓鱼平台及水槽、吊机、饲料储备仓等。吊网是整个吊网捕鱼操作系统的核心关键装置，安装的好坏关系到捕鱼效率，这需要专业人员来设计安装。

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3 氮气管道布置与运行模式

3.1 氮气管道布置

薄膜内罐由不锈钢薄膜组成，分为主屏蔽薄膜、次屏蔽薄膜，薄膜罐罐壁结构见图3。主屏蔽薄膜应用于罐壁和罐底，薄膜为双向正交波纹网格，允许在冷热负荷下进行双向自由收缩、扩张，主屏蔽薄膜结构见图4。次屏蔽薄膜是一种非波纹状的复合材料，设置在罐底和罐壁底部区域(罐壁5 m以下热角保护系统)保冷结构中，主要用于可能出现的泄漏保护，并将保冷结构分成一级绝热层、二级绝热层。次屏蔽薄膜结构见图5。

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整个保冷结构内充满氮气，氮气管穿插在保冷结构中。通过气体分析、温度监测、气压控制，保证对保冷空间的永久性控制。当甲烷泄漏至保冷结构中，且体积分数达到爆炸下限的30%时，氮气吹扫模式将开启，以降低保冷结构中甲烷的体积分数。

3.2 运行模式

2.1 临床特征及病理诊断 3例病例均为双胎之一完全性葡萄胎。1例体外受精-胚胎移植(in vitro fertilization and embryo transfer, IVF-ET)受孕，1例为双子宫受孕。孕妇平均年龄27岁(22～31岁)，见表1。

① 呼吸模式

呼吸模式工艺流程见图10。阀V1、V3、V7、V8开启，阀V2、V4、V5、V6关闭。氮气经呼吸管道(进)持续进入一级绝热层、二级绝热层，由呼吸管道(出)排出。

② 吹扫模式

吹扫模式工艺流程见图11。阀V1、V2、V6、V7开启，阀V3、V4、V5、V8关闭。与呼吸模式相比，吹扫模式的氮气流量增大。一部分氮气经吹扫管进入一级绝热层底部(一级绝热层底部吹扫管布置形式见图12)，底部管道上开有小孔。另一部分氮气经吹扫管进入二级绝热层进行吹扫。氮气分别由呼吸管道(出)、呼吸管道(进)排出。

4 结语

薄膜罐具有工期短、有效容积大、保护等级高等优点，新建、扩建的LNG接收站工程中均有选择薄膜罐的意愿。

我国的薄膜罐建设刚起步，随着越来越多的薄膜罐建设完成和投入运行，薄膜罐技术将越来越成熟。

[1] 韩猛.国内薄膜型LNG储罐可行性分析[J].石化技术，2019(7)：168-169.

[2] 章泽华，张奕，艾绍平.薄膜型LNG储罐[J].石油工程建设，2013(3)：1-3.