大型LNG储罐内压力及蒸发率的影响因素分析

赵金杰 陈林(新疆广汇液化天然气发展有限责任公司鄯善分公司 新疆维吾尔自治区 838202)

LNG储罐作为我国液化天然气的重要储备资源，对我国的液化气的运用起着举足轻重的作用。LNG储罐是低温大型储罐，在LNG储罐内部的液化天然气具有温度低的特点，再加之LNG储罐的外部材质需要用隔热的物质制成，导致LNG储罐的建造比较局限。但是当外部的环境温度升高时，LNG储罐的外部材料不足以抵挡外部的高温，导致其内部的液化天然气温度升高，致使储罐内部的压力增大。而当内部的压力增大到一定值后，LNG储罐为了保护储罐本身不会因为内部压力过大而使其爆炸，LNG储罐需要打开一定大小的液化天然气的出气阀门，使储罐自动的释放出一定数量的液化天然气，以防止液化天然气的爆炸，并且确保LNG储罐可以继续进行正常的工作[1]。但是这种做法会耗费一定的液化天然气资源，并且会造成环境的污染，导致我国的空气质量下降。

一、建设大型LNG储罐的内部模型

对大型LNG储罐的内部压力及蒸发率的影响因素进行研究，需要建立大型LNG储罐内部构造的虚拟化模型，然而虚拟化模型受实际的储罐温度影响，储罐的温度由储罐中的实际压力决定。通常情况下，预测的LNG储罐压力往往都会不符合实际检测出的储罐的压力。为了不增加LNG储罐检测系统的运用资金，对储蓄罐的蒸发率及内部压力的研究非常少，本次研究建立了LNG储罐的内部模拟模型，对储罐内部压力及蒸发率的影响要素进行分析。

LNG储罐的内部蒸发率主要表示其内部受到一定程度的预热后，温度达到一定的平衡点时，所蒸发的液化天然气的体积值与实际储罐内部的整体液化气的体积值之比[2]。

由于大多数的LNG储罐的外部都是由隔热性能非常好的材料制成，因此，为了能方便的推出LNG储罐的内部温度，需要省略LNG储罐外部保温层的热量，而将所有储罐的热量视为一个整体，进行合理的计算后，分析的出实际的温度值。

对于危险系数极大的LNG储罐内部压力及蒸发率进行测量，是一项非常危险的工作。因此，人们建立了LNG储罐内部构造模型，这种模型适用于不同的LNG储罐。通过对不同外部环境情况下的LNG储罐进行测量，得出不同的内部压力值及实际的蒸发值，并研究其在不同情况下的变化。应用可以改变LNG储罐的设备改变其温度，运用压力感应设备测量出储罐内部的实际压力，通过提高储罐内部系统的压力，计算出实际储罐内部的蒸发量。

二、影响LNG储罐中内压力及蒸发率的主要因素

大型LNG储罐的内部压力及蒸发率是储罐内部性能的重要决定因素，而对于内部压力及蒸发率的影响因素有很多种，不同的影响因素决定不同的蒸发率及压力，但主要的影响因素有初始充满率因素、外部的环境温度、储罐的保温能力等[3]。下面针对储罐的这些影响因素进行分析。

1.影响LNG储罐中内压力及蒸发率的初始充满率因素

通过实际的实验验证，LNG储罐内部的蒸发率主要由储罐内部的初始充满率决定。随着初始充满率的增大，内部蒸发在逐渐减少。而且在初期，内部蒸发的液化气减少的速度相对大一些。而在初始的蒸发率达到一定值时，液化天然气停止蒸发，并且内部原有的其他气体开始液化，形成液化天然气。这种情况的产生是由于，LNG储罐的内部同时出现了气体液化和气化两种情况，在两种物理现象的融合作用下，容易导致实际储罐内部蒸发率的变化。

当LNG储罐在进行工作的时候，实际的LNG储罐内部压力小于原定的储罐压力时，储罐上的压力阀将自动打开，使储罐开始提高内压，在气流的作用下，将气体转变为液化天然气，从而使气体的压力增大，将气罐内部的压力保持在合理的范围内，使LNG气罐可以正常的运行工作。由于气罐中的液化天然气不断从气体阀门中释放出来，导致其罐内的液化气不断减少，内部其余的空间逐渐增大，因此，内部的压力就会不断减小。而运用增压设备对罐内的气体进行加压，使罐内的压力始终保持在一定的范围内。

2.影响LNG储罐中内压力及蒸发率的温度及性能因素

LNG储罐的外部温度的大小及保温能力的大小也影响着储罐的内部压力及蒸发率。随着外部温度的增加，LNG储罐的内部压力也随之升高，而且随着时间的不断延长，其内部压力升高的越来越快。但当LNG储罐的内部压力升高到一定值时，其压力比储罐可以承受的值大，就会导致由内部压力过大而造成的爆炸现象。总结

随着人们生活水平的不断提高，对LNG储罐的应用也越来越广，因此，对储罐的要求也在逐渐提高。我国的大型LNG储罐逐渐增加，对储罐的性能要求也越来越多，储罐的内部压力及蒸发率是影响储罐正常工作的重要因素，应该进行合理的测量。而影响储罐内部压力及蒸发率的要素也非常多，人们需要根据不同的要素进行合理的分析，从而应用有效的方法使LNG储罐正常的运行。

[1]汪荣顺,高鲁嘉,徐芳.低温容器无损储存规律[J].低温工程，2010，4(3)：48-53.

[2]潘俊兴.低温容器的绝热性能指标及其估算[J].2010，5(3)：82-86.

[3]王良军,刘扬.大型储罐内LNG翻滚机理和预防措施[J].天然气工业，2012，2(2)：98-104.