在基地型LNG生產廠、調峰型LNG工廠和LNG接收終端,LNG儲存都是不可或缺的重要環(huán)節(jié),儲存設施所占投資比例相當大。LNG最主要的儲存方式為儲罐儲存。我國經過多年的應用實踐,已能設計制造5000m³以下的LNG低溫儲槽,但是對于萬方以上的中大型儲罐應當說還是空白,必須依賴國外技術,特別是LNG接收終端的大型、超大型儲罐,應當?shù)搅丝紤]突破關鍵性技術,自主地設計制造的時候了。這里重點談談大型的地面儲罐。LNG的可燃性和超低溫性(-162℃),對LNG儲罐有很高的要求:美國NFPA59A和API620對LNG儲罐的結構、設計、建造、材料選擇和操作安全等作了詳細的規(guī)定。
儲罐在常壓下儲存LNG罐內壓力為3.4~17.2kPa。LNG天然氣儲槽形式的選擇取決于投資費用、安全因素、工廠位置、地震、風雪、土壤沉降、沖擊荷載、外來侵襲和設備/材料等諸多因素。目前世界上LNG儲罐中,地面儲罐數(shù)量最多。地面儲罐按其結構可分為球罐、單包容式、雙包容式、全包容式與膜式罐等類型。它們的安全運行記錄都比較好,但現(xiàn)在人們更傾向于采用安全可靠性更好的全包容式儲罐。全包容式儲罐由9%鎳鋼內筒加9%鎳鋼或混凝土全封閉式外罐和頂蓋構成。允許內筒里的LNG和氣體向外罐泄漏,但不能向外界泄漏。為了防止罐頂因氣體壓力而浮起和地震時儲罐傾倒,內罐用錨固鋼帶穿過底部保溫層固定在基礎上,外罐用地腳螺栓固定在基礎上,儲罐連同基礎板固定在鋼管樁上。
地面儲罐的設計壓力可達0.029MPa,設計溫度為-170~60℃,抗震設計摩擦系數(shù)一般為0.3~0.6。LNG天然氣儲槽中內罐材料的選擇是設計中最重要的一個技術經濟問題。由于LNG的可燃性和超低溫性,對建造材料的選擇必須慎重,一般要求是:①應具有足夠的強度(包括疲勞強度);②在使用溫度范圍內,應具有充分的韌性,不會產生脆性破壞;③具有良好的加工性和可焊性;④價格低廉,容易采購。能夠滿足這些條件,適宜建造LNG儲罐的材料有9%鎳鋼、鋁合金、珠光體不銹鋼。9%鎳鋼的強度高,熱膨脹系數(shù)小,至今是建造LNG儲罐用得最多的材料。除以上幾種材料外,國外還有采用36%鎳鋼作LNG儲罐材料的。