摘要：隨著現(xiàn)代化社會的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都迎來了新的發(fā)展機遇。與此同時，對于能源的需求也在不斷增長，其中天然氣作為一種重要的自然資源，引起了人們的高度關注。天然氣以甲烷作為主要成分，是社會公認的清潔能源。主要探討LNG低溫儲罐開發(fā)技術，通過全面分析LNG儲罐的特點，從耐久性、經濟性和安全性等幾個方面探討儲罐開發(fā)中存在的問題，最后針對儲罐開發(fā)技術要點進行了詳細的探討和分析，希望能夠進一步提升儲罐開發(fā)質量。

關鍵詞：LNG低溫儲罐；開發(fā)；優(yōu)化措施

對天然氣進行冷卻，將溫度降低至-162 ℃，就會形成液化天然氣，目前在交通供暖以及發(fā)電等領域獲得了非常廣泛的應用。天然氣使用過程中不可避免的會進行運輸和存儲，所以必須要進一步加大對低溫儲罐技術的研究力度。

1LNG儲罐特點

（1） 天然氣具備極強的耐低溫特點。所謂的液化天然氣就是指在常溫狀態(tài)下以及極低溫度條件下，對天然氣進行氣態(tài)到液態(tài)的轉化，能夠更好地實現(xiàn)天然氣資源的儲存。一般廠家都會將其存儲環(huán)境溫度下降至-162 ℃以下，也正是由于天然氣液化的形成特點以及儲存條件，LNG儲罐能夠滿足極強的抗低溫要求。

（2） 具備良好的塑性和抗壓能力。通過對液化天然氣產生的原因以及所處的環(huán)境特點進行全面的分析，可以發(fā)現(xiàn)液化天然氣在使用過程中一旦遇到熱量，就會直接被氣化，如果天然氣資源在儲存過程中儲罐破損，就很有可能會導致液化天然氣直接暴露在自然環(huán)境下，一旦遇到火星就有可能產生爆炸事故，存在極大的安全隱患。所以，LNG儲罐制作過程中必須要選擇具備極強抗壓和塑性能力的材料，只有這樣才能夠更好地保障天然氣資源的存儲安全。

（3） 具備良好的耐腐蝕性。在儲存過程中，儲罐除了會受到來自其他物品的壓強以及自身材料硬度變化帶來的風險以外，很有可能會遭到腐蝕性物質的損壞，例如硫酸溶液。為了能夠有效應對這種狀況，也要求LNG儲罐必須要選擇輕軟且具備一定耐腐蝕性能的材料，一旦天然氣暴露在自然環(huán)境下，就有可能會出現(xiàn)火災爆炸等意外事故，帶來嚴重的經濟損失。

2儲罐開發(fā)中存在的問題

2.1耐久性

如果將材料長期放置在極低溫度的狀態(tài)下，很容易導致罐內的材料失去自身的韌性，在后續(xù)使用環(huán)節(jié)就有可能產生質量問題，引發(fā)意外事故。因此，在LNG儲罐進行開發(fā)時，必須要選擇具備良好韌性的材料，確保其能夠更好地適應極低的溫度狀態(tài)，切實提高LNG儲罐使用壽命。此外，LNG儲罐在使用過程中還有可能會出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，與此同時也會伴隨著應力的變化，這使材料的使用壽命大打折扣。所以，在實際開發(fā)過程中還應該選擇具備良好抗疲勞性能的材料，確保LNG儲罐的安全穩(wěn)定運行。

2.2經濟性

儲罐的整體建設和運行時間相對較長，所以在開發(fā)階段必須要重點考慮資本回收的問題。通常情況下一個低溫儲罐的建設需要投入數年的時間，而且其運行時間也相對較長，在LNG儲罐投入運行的前期階段，需要使用較長的周期才能夠實現(xiàn)資本的回收，這在一定程度上加大了投資的風險。此外，市場的波動性也會對LNG儲罐的經濟性產生直接影響。受到國際市場沖擊、能源政策以及供需關系等多種因素的影響，液化天然氣的價格也會不斷的波動，這些因素也會在一定程度上影響LNG儲罐運行的經濟性。

2.3安全性

LNG低溫儲罐在開發(fā)過程中，還隨時可能會面臨火災以及爆炸等風險因素。天然氣在低溫狀態(tài)下能夠迅速氣化，是可燃性氣體，一旦出現(xiàn)爆炸等意外事故，儲罐內積聚的能量就會在短時間內迅速暴發(fā)，進而產生爆炸事故。LNG低溫儲罐在實際運行過程中，還隨時面臨著泄漏的風險，在極低溫度狀態(tài)下，液化天然氣可能會導致材料出現(xiàn)收縮或者變形的問題，產生嚴重的裂縫，致使內部存儲的天然氣泄露，這不僅會對周圍環(huán)境帶來嚴重的污染，還會造成資源的浪費，甚至會出現(xiàn)火災爆炸等意外事故。

3LNG低溫儲罐開發(fā)技術要點

3.1選型

LNG低溫儲罐是儲存液化天然氣的重要設施，其自身就具備極強的風險因素，因此針對低溫儲罐進行開發(fā)建造時，必須要結合企業(yè)的實際狀況，選擇合適的儲罐類型，做好基礎施工工作以滿足天然氣存儲需求。實際工作過程中必須嚴格按照標準作業(yè)規(guī)范，對LNG低溫儲罐進行合理的開發(fā)利用，結合目前的實際狀況，我國大部分產業(yè)以常壓罐、真空絕熱儲罐、子母罐為主，重點需要根據相關企業(yè)的存儲要求以及生產規(guī)模進行選擇。一般來說，常壓罐的選擇居多，常壓罐也可以分為單容、雙容、全容等3種不同的類型，具體來說需要根據企業(yè)具體的投資規(guī)模、占地面積以及安全性等方面的要求，選擇具體的類型。確定好合適的低溫儲罐類型以后，還需要根據儲罐的外形建造基礎。在大型平底圓筒的儲罐基礎建設過程中，一般會選擇落地式或者高架式兩種方式，如果選擇高架式的基礎結構，其流通效果相對較好，不需要增加隔熱設施，而且結構使用過程中，不會過多的產生冷凍膨脹現(xiàn)象。所以，進行LNG低溫儲罐開發(fā)過程中，大多會選擇高架式的混凝土基礎結構，在實際施工過程中需要在承臺下方設置柱腿，用于對整個儲罐進行支撐，同時還能夠確?，F(xiàn)場空氣的流動性，在儲罐的底部額外增加隔熱層，應盡量選擇具備較小導熱系數的材料，能夠更好地控制天然氣在存儲過程中的溫度［1］。

3.2選擇低溫材料

LNG低溫儲罐開發(fā)過程中，在選擇儲罐材料時，必須嚴格按照國際標準的規(guī)定，再結合儲罐的結構以及具體的技術類型，確保能夠更好地滿足存儲工作的實際需求。在篩選材料時，需要特別注意不同類型的材料在接觸到天然氣以后發(fā)生的化學反應，例如在極低的溫度狀態(tài)下，碳鋼材料會喪失原有的延展性，增加了材料的脆性。此外，還應該注意所選擇的管道材料與其他的接觸設備，確保能夠滿足天然氣存儲的需求。結合目前的實際狀況來看，儲罐開發(fā)過程中常用的材料包括不銹鋼、鋁、高鎳含量的鋼材料，這些材料都能有效減少催化現(xiàn)象的產生，但是這類材料其成本相對較高，為了能夠從根本上提升儲罐運行的安全性，需要結合其實用性能進行綜合考慮。例如將不銹鋼和9%的鎳進行復合形成高合金材料，將其應用到儲罐的內部，再配合切實有效的安全設計，就能夠從根本上提升儲罐的安全性、實用性。

3.3內膽設計

LNG低溫儲罐是對天然氣進行存儲和運輸的重要設備，所以加強對儲罐內膽的設計有十分重要的意義，具體來說需要滿足以下幾點：（1） 能夠滿足極低溫度下運行的需求，一般來說低溫儲罐在開發(fā)過程中，應盡量選擇低溫鋼材或者其他具備低溫性能的材料，包括鎳合金等。（2） 充分考慮液化天然氣在存儲和運輸過程中的壓力和密度，要求內膽材料必須要具備足夠的強度和剛度，有效承受天然氣的壓力，確保儲罐運行的穩(wěn)定性。（3） 充分考慮天然氣的膨脹性，對儲罐內膽進行設計時，還需要綜合天然氣體積的膨脹系數，提前為其預留好足夠的膨脹空間，避免儲罐內部壓力過大導致儲罐破裂。（4） 保溫設計。一般來說內膽的保溫層大多會選擇多層隔熱材料，例如玻璃棉、泡沫塑料等，這樣都能夠有效減低熱量的損失。（5） 結合低溫儲罐的施工需求進行綜合考慮。進行內膽設計和安裝環(huán)節(jié)應以操作簡單、安裝便利為前提。（6） 耐腐蝕性能。進行內膽設計時，還必須要選擇具備良好耐腐蝕性能的材料，主要是內膽直接與液化天然氣材料進行接觸，其中可能含有部分腐蝕性的物質［2］。

3.4絕熱層設計

LNG低溫儲罐在開發(fā)過程中絕熱層也是重要的組件之一，進行絕熱層設計的目的是為了能夠最大限度地降低熱量的損失，確保儲罐內部始終處于低溫環(huán)境，這樣能夠更便于天然氣的存儲和運輸。要實現(xiàn)這一目的，首先應該做好隔熱材料的選擇，目前建材市場上常用的隔熱材料包括泡沫玻璃及氨酯泡沫等，這些材料都具備非常低的導熱系數，能夠有效減少熱量的損失。將這些材料應用到LNG儲罐的開發(fā)環(huán)節(jié)，由于其具備極強的機械性能、耐腐蝕和耐低溫的特點，能夠更好地滿足液化天然氣嚴苛的儲存環(huán)境要求。一般來說，LNG低溫儲罐的隔熱層都會設置為多層結構，包括中間的防潮層以及內外層的隔熱材料，因此在設計環(huán)節(jié)還必須要結合運行需求，精確設計材料的厚度以及密度，確保其能夠更好地滿足儲罐運行的實際需求，從根本上提升LNG儲罐的隔熱和絕熱性能。防潮層的設計，主要是為了有效減少潮氣的入侵，避免水分在儲罐內累積，而且也能夠有效避免隔熱層受潮。在實際施工環(huán)節(jié)，進行絕熱層安裝時，需要充分考慮絕熱材料的使用性能以及具體的安裝便利，一般都會使用預制絕熱板進行安裝，然后再利用專業(yè)的膠水和接頭進行有效的連接，以此來提升絕熱層的完整性和連續(xù)性。在安裝過程中還必須重視儲罐壁和絕熱層，要具備足夠的貼合度，這樣能夠有效避免出現(xiàn)絕熱層脫落的現(xiàn)象，阻止產生熱橋效應。低溫儲罐在工作過程中，絕熱層可能會受到物理沖擊或者溫度濕度等方面的影響，所以在實際工作過程中還應該定期對其進行必要的檢測和維護。

3.5組裝

組裝環(huán)節(jié)也是LNG低溫儲罐開發(fā)過程中最為關鍵的步驟之一，需要嚴格按照標準的規(guī)范進行有效的操作。組裝過程中，要求設計單位和施工單位都必須全面了解標準規(guī)范的要求，確保儲罐的強度、密封性能等均滿足天然氣運輸工作的需求。進行組裝時，避免出現(xiàn)形變、減少焊接熱應力的產生是非常關鍵的。由于液化天然氣需要在極低的溫度狀態(tài)下進行存儲，所以在焊接過程中需要控制好局部的溫度，避免出現(xiàn)應力集中的現(xiàn)象。所以，進行儲罐組裝時，必須要注重焊接順序，嚴格按照預熱、后熱、焊縫處理的順序進行規(guī)范化操作，盡量減少形變和應力的產生。

4結語

LNG低溫儲罐作為液化天然氣存儲和運輸的重要工具，對其開發(fā)技術進行深入的研究和探討，能夠促使液化天然氣行業(yè)實現(xiàn)長遠發(fā)展。通過不斷的創(chuàng)新和研發(fā)，未來低溫儲罐也必然會向著高效節(jié)能、安全可靠的方向不斷發(fā)展，成為清潔能源開發(fā)利用的重要環(huán)節(jié)，為推廣清潔能源作出重大的貢獻。

參考文獻：

［1］張小軍，瞿仲華.LNG低溫儲罐抽真空加熱爐的研究與應用［J］.工業(yè)爐，2021，43（6）：4851，55.

［2］吳樹勤.LNG低溫儲罐的設計及建造技術要點分析［J］.化工設計通訊，2021，47（9）：145146.