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摘要：液化天然气作为城市重要能源之一，LNG储配站主要是用于储存LNG能源的储备设施，主要承担着上游供气不足或者是事故条件下的应急供气。近年来，我国对LNG的开发与利用已经进入了全新的阶段，城市生产生活均需要大量的LNG，在此背景下，大型LNG应急调峰储备站的逐渐步入高速发展时期。现如今，大部分重要省市均在为提高气源风险能力，高度关注大型LNG应急调峰储备站的建设，为促进我国相关大型LNG应急调峰储备站的进一步发展。为此，在接下来的文章中，将围绕LNG调峰储备站储罐的选型方面展开详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。
关键词：LNG调峰储备站；LNG储罐
引言：文章阐述常用的带压储罐及常压储罐特点。从占地面积、投资、配套设施、施工期及难易程度、运行费用及操作难易程度等角度，对各类常见LNG储罐进行比较分析，给出选型建议。
1概述
2017年，中国天然气全年消费量2386×108m3，天然气在一次能源消费结构中占比7．3%。发改委发布的《天然气发展“十三五”规划》提出：“2020年天然气保供能力3600×108m3以上，消费占一次能源消费占比达到8．3%～10%。”2018年4月26日，国家发改委和国家能源局联合出台《关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见》（发改能源规［2018］637号，以下简称“意见”），进一步明确提出储气能力指标：“到2020年，供气企业要拥有不低于其合同年销售量10%的储气能力；城镇燃气企业要形成不低于其年用气量5%的储气能力；县级以上地方人民政府至少形成不低于保障本行政区域日均3天需求量的储气能力。”按此指标要求进行测算，到2020年，供气企业、地方政府、城镇燃气企业需逐步形成约576×108m3天然气储备能力。国内储气设施方面，据不完全统计，地下储气库、LNG储备形成约163×108m3库容量，距2020年储气目标差距较大，难以发挥调节季节需求波动、应对供应风险、平抑市场价格等作用。其中已建成的地下储气库共有25座，库容量为117×108m3，形成的调峰能力约77×108m3，占全国表观消费量的3．2%，远低于12%～15%的世界平均水平。国内建成投产的LNG工厂197座，产能达到2842×104t/a，同期上涨12%。LNG接收站共建成投产18座，接收能力共计5960×104t/a，2018年截至5月底，共进口1987×104tLNG，同比增长54．28%。预计到2018年底，中国天然气消费将超2710×108m3，同比增长13．5%，但全年仍存在约150×108m3天然气供需缺口。国家发改委等多部委联合发布《北方地区冬季清洁取暖规划（2017－2021年）》（发改能源【2017】2100号），明确要求清洁取暖要坚持“宜气则气，宜电则电”的原则，多种方式并举，进一步加大了各地对LNG调峰储备站的规划建设的力度。LNG储罐作为LNG调峰储备站的最核心设备，通常占设备总投资的20%～30%，LNG储罐容积和类型直接决定了LNG调峰储备站的储存规模，储罐选型一直是各建设单位比较重视的一个问题。为此，本文根据占地面积、投资、配套设施、施工期、操作性、施工难易程度、安全性、适应性等角度，对LNG调峰储备站储罐的选型进行了比较分析，以期为各燃气设计及建设单位的LNG储罐选型设计提出建议。
2不同类型LNG储罐的对比分析
2.1带压储罐
带压储罐主要以真空罐群、子母罐或球罐为主，总容积一般在5000m3以下。首先，真空罐群。真空罐为双层圆筒形金属罐，内罐为耐低温不锈钢压力容器，外罐采用碳钢材料，夹层填充绝热材料并抽真空[1]。由于真空罐由设备厂家制作完成后直接运至现场，减少了现场制造周期，储罐具有更好的独立性，便于更好地控制和维护，整站建设期只需考虑储罐制作加上现场施工和验收，具有良好的时效性，但现场阀门和配管多，占地面积大。另外，低温球罐。低温球罐为双层球形金属罐，具有占地面积少、壁厚薄、质量轻等优点。球罐现场制造、焊接和组装，要求很严格，检验工作量大，同时球瓣的加工成型需要专用加工工具，加工精度要求高，成型时材料利用率低，市场占有率较小。最后，子母罐。子母罐内罐是多个耐低温不锈钢压力容器，外罐是一个碳钢容器，外罐罩在多个内罐外面，内外罐之间填充绝热材料，夹层通入干燥氮气。子母罐内罐是由设备厂家制作完成后运至现场，集中排列后，现场制作外罐与管路，在外罐上设置总管口，可利用自身压力进行出液。同等储存容积下，子母罐占地面积比真空罐群要小，但内部配管复杂，维护成本高。受内罐运输条件影响，单个子母罐不超过3000m3。
2.2常压储罐
常压储罐一般可分为单容罐、双容罐、全容罐和薄膜罐，国内主要以单容罐和全容罐为主。第一，单容罐。单容罐是由一个储存液体产品的容器（主液体容器）组成，该主液体容器为自支撑式钢制圆筒型。单容罐投资低，通常首选双拱顶结构，由于其碳钢外壳无法容纳泄漏液体，所以必须设置可容纳可能泄漏液体的围堰，因此单容罐占地面积相对较大，若在泄漏事故工况下，储罐基础会遭到毁坏，同时单容罐整体不能承受一定的爆炸冲击波和小型飞行物的撞击，安全性较差。第二，全容罐。全容罐由主容器和既能储存泄漏液体也能储存泄漏气体的次容器组成，此二者共同构成一个完整的储罐。全容罐又有双金属全容罐和预应力混凝土全容罐两类，双金属全容罐的主容器和次容器都为耐低温不锈钢容器，且设置不锈钢热角保护结构，不需要设置围堰，占地面积小，夹层填充保冷材料和氮气保护，建造难度相比单容罐较高，施工期较长，成本也较高，目前国内最大容积可做到50000m3。预应力混凝土全容罐的主容器为耐低温不锈钢容器，次容器为预应力混凝土立式容器。由于钢筋混凝土结构能承受一定的爆炸冲击波和小型飞行物的撞击，可经受6h的外部火灾，故其安全性是最高的，但投资高，施工难度大，施工期长。常压罐压力一般小于100kPa，日蒸发量小，但均需设置泵及BOG压缩系统，运行费用相对较高，且泵的采购期是影响整个工程期的主要因素，工程期一般在8～16个月。常压罐的基础常规采用高架平板式，也有地面一体式的基础，但需采用电加热，由于经济性不高，一般很少采用[2]。
3LNG储罐选型建议
首先，储罐总容积小于2000m3，建议采用真空罐群，不仅储罐独立性强、建设期短，而且不需要低温泵及BOG压缩系统即可调压后满足中压A管网供气，降低了运行费用，若对占地面积有要求，可再考虑子母罐或低温球罐；其次，储罐总容积为2000～5000m3，若对占地面积没有要求的，建议采用单容罐或子母罐，不仅施工简单工期短，而且投资低；最后，储罐总容积为5000～50000m3，可考虑单容罐或全容罐，若占地面积无法保证，且对安全性能提出更高要求的，优先选用双金属全容罐。另外，储罐总容积超过50000m3，建议选用预应力混凝土全容罐，安全性最好，但投资高，施工难度高，工期长，需要进行综合考虑。
结论：
LNG，即液化天然气，其主要成分为甲烷，存在无色、无味、无毒且无腐蚀性的特点。近年来，在我国城市天然气利用需求量不断增大的情况下，LNG应急调峰储备站呈现了较为快速的发展。而对于大型LNG应急调峰储备站，则在供应液化天然气上规模更大，效率更高。为了促使LNG调峰储备站储罐安全使用，文章主要分析了其类型，希望能够给相关人士提供参考价值[3]。
参考文献：
[1]本刊通讯员.陕西首个LNG应急储备调峰项目投产运行[J].城市燃气，2016（01）：34.
[2]张卫冰，郝晓晨，邓军孝，胡恒进，强生利.液化天然气应急储备调峰项目在陕西燃气市场的功能发挥及应用分析[J].石油工业技术监督，2018，30（01）：58-60.
[3]屈宜生，胡伟.液化天然气（LNG）储运罐车泄漏应急处置技术与方法[J].中国安全生产科学技术，2013，9（04）：99-103.