全容式LNG儲罐罐頂儀表隔離閥選型技術研究

楊暉

【摘 ?要】現階段的全容式LNG儲罐往往面臨著進行選型技術時缺少理論依據的情況，這主要是由于相關人員往往缺乏良好的數據基礎。本文就以相關設計人員能夠對LNG儲罐擁有更為詳細、深入的認知基礎為目標，進行了對全容式LNG罐頂結構的深入探究，并闡述了對全容式LNG儲罐罐頂如LTD、壓力變送器等儀表及各類安全閥門的研究內容，以期能為相關設計人員提供參考借鑒之用。

【關鍵詞】LNG儲罐;隔離閥;選型技術

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，但卻有著易于擴散、可燃等特點，一旦發生泄漏往往會產生安全隱患。而LNG儲罐罐頂的隔離閥則是對儲罐安全性能的一道保障，為了保障LNG儲罐的正常使用、預防相關隱患問題，本文就對LNG儲罐罐頂結構與相關技術進行了研究，以保障LNG儲罐的安全性能滿足社會對其的要求。

1全容式 LNG儲罐罐頂結構探究

全容式LNG儲罐除了沒有圍堰、擋液墻外，其與單容式LNG儲罐的不同點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，而為了追求更高質量與更優良的性質，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儲罐罐頂的控制系統

全容式LNG儲罐罐頂中諸如低溫閥門、儲罐壓力安全閥門、真空安全閥門等往往是對儲罐安全性的重要保障。當天然氣儲罐由于各類因素導致儲罐內部氣體壓力過大時，只有通過其安全閥門將相關的蒸發氣體進行排放、釋放儲罐內部的壓力，才能避免儲罐出現損傷。相關控制閥門的系統圖舉例如圖：

如圖所示，該圖為單流閥中的一種，經過該閥門能夠使LNG氣體僅從一個方向流動而無法反方向流動。其工作原理是壓縮空氣從P口進入，在克服相關阻力后開啟該閥門的單向閥口，然后壓縮空氣會從P口流至A口，并在P口中全部壓縮口氣均流至A口時，閥門閥口關閉。

1.2全容式LNG儲罐罐頂的選型技術研究

為了確保LNG儲罐的正常使用，以及對其使用中的相關問題進行預防，現階段相關規定對儲罐結構提出了更高要求。而在部分低溫閥門的設計中，為防止過低的溫度凍住閥桿填料而對儲罐閥門造成不良影響，故在儲罐中通常要對閥門閥桿長度進行一定的加長。并在加長時根據閥門直徑、類型的不同，對閥門閥桿的加長程度進行不斷調整[1]。同時，在部分低溫閥門的使用中，為確保高效、穩定、安全的操作過程，通常需要設有閥門滴盤，通過增加儲罐頂部閥門的換熱面積以控制其操作中的溫度，預防溫度過低使閥桿填料被凍住的問題。而隨著在結構設計中對滴盤研究程度的不斷深入，現階段滴盤大小及位置都能根據實際情況進行一定調整，從而確保滴盤的設計具有較高的實用性，但也因此，在滴盤設計中往往沒有較為嚴格、規范的設計標準。而且在儲罐的結構設計中，通常還要在護管設計環節進行對護管的加固處理，并在內外罐設計環節中對其進行保冷處理。此外為便于儀表安裝工作還應在操作平臺的設計中適當增加操作平臺的高度，用全面、切實、有效的結構設計保障LNG儲罐的正常應用。

2 隔離閥維修過程的探究

在對罐頂儀表隔離閥進行維修時，由于操作中常會導致其內部氣體出現流動，故要想其內部的氣體溫度不會由于活動而增高，就應采取一定處理措施。

在維修時先要通過預先安裝在閥門上的電機設備將護管內部LNG的表面浮子進行回收并存放于外罐內，不僅能一定程度上調控浮子溫度，還能避免浮子受環境影響而出現相關問題。而在將浮子存放于外罐后，通常還要經由傳熱并通過充足的冷卻時間使浮子溫度逐漸與外罐溫度接近，這個時間一般在4h以上，并且相關規定中通常要求浮子溫度在-15℃左右[2]。這時還需通過電機將浮子進行再次回收并使相關浮子高于閥門，一般這個過程需要將浮子停留約1h，直到經傳熱后，浮子溫度與環境溫度相近時才可將閥門關閉。之后才可將閥門上的相關儀表進行拆除，從而取出相關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配件安裝回原位，避免出現遺漏問題。

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良的物理性能（溫度、壓力等），以確保閥門使用時擁有更高的穩定性能。故針對LNG儲罐常用原材料：不銹鋼與碳鋼，本文便各選擇了兩類原材料中的常見類型，對其部分性質進行檢測，檢測獲得的相關信息如表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性能也能滿足各類制度、規范的要求。但若要預防諸如LNG蒸發氣經由閥門的泄漏、操作工藝不規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，并可使用相關的耐低溫材料進行閥座內的密封工藝。雖然閥門造價會略高，但不銹鋼材料更好的物理性質與一定的化學性質往往能降低相關問題所造成不良影響的程度，往往能夠確保在使用LNG儲罐時擁有一定的安全性，并且不銹鋼材料制作的儲罐閥門往往也具備更優越的性能，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其造價較高的缺點[3]。

結語

綜上所述，現階段對全容式LNG儲罐罐頂儀表隔離閥的相關要求較高、制度也較為健全，相關人員在進行設計、操作時就可以以此為基礎，通過滿足相關要求的設計與規范化的操作，實現高質量、規范性的技術應用過程，并經由對LNG儲罐的深入了解，從而實現對相關選型技術的優化，達到保障LNG儲罐長效使用的目的，逐漸促進天然氣行業的發展。

參考文獻：

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

[2] 王繼光，楊春慧，毛偉.LNG儲罐儀表監測系統和調試問題分析探討[J].自動化儀表，2017，38（5）：95-98.

[3] 丁昌，目林鵬，桂許龍，....，全容式LNG儲罐應力分析及底部優化設計[J].低溫與超導，2018（8）：12-16.

（作者單位：中海石油氣電集團有限責任公司山東龍口LNG項目籌備組）