常壓下液化天然氣的沸點(diǎn)為-160℃。LNG選擇低溫常壓儲(chǔ)存方式，將天然氣的溫度降到沸點(diǎn)以下，使儲(chǔ)液罐的操作壓力稍高于常壓，與高壓常溫儲(chǔ)存方式相比，可以大大降低罐壁厚度，提高安全性能。

因此，LNG要求儲(chǔ)液罐體具有良好的耐低溫性能和優(yōu)異的保冷性能。

由于罐內(nèi)儲(chǔ)存的是低溫液體，儲(chǔ)罐一旦出現(xiàn)意外，冷藏的液體會(huì)大量揮發(fā)，氣化量大約是原來(lái)冷藏狀態(tài)下的300倍，在大氣中形成會(huì)自動(dòng)引爆的氣團(tuán)。

因此，API、BS等規(guī)范都要求儲(chǔ)罐采用雙層壁結(jié)構(gòu)，運(yùn)用封攔理念，在第一層罐體泄漏時(shí)，第二層罐體可對(duì)泄漏液體與蒸發(fā)氣實(shí)現(xiàn)完全封攔，確保儲(chǔ)存安全。

內(nèi)罐壁要求耐低溫，一般選用9Ni鋼或鋁合金等材料，外罐壁為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。

由于罐內(nèi)外溫差最高可達(dá)200℃，要使罐內(nèi)溫度保持在-160℃，罐體就要具有良好的保冷性能，在內(nèi)罐和外罐之間填充高性能的保冷材料。罐底保冷材料還要有足夠的承壓性能。

一般建筑物的抗震要求是在規(guī)定地震荷載下裂而不倒。為確保儲(chǔ)罐在意外荷載作用下的安全，儲(chǔ)罐必須具有良好的抗震性能。對(duì)LNG儲(chǔ)罐則要求在規(guī)定地震荷載下不倒也不裂。

因次，選擇的建造場(chǎng)地一般要避開地震斷裂帶，在施工前要對(duì)儲(chǔ)罐做抗震試驗(yàn)，分析動(dòng)態(tài)條件下儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)性能，確保在給定地震烈度下罐體不損壞。

儲(chǔ)罐焊縫必須進(jìn)行100%磁粉檢測(cè)(MT)及100%真空氣密檢測(cè)(VBT)。要嚴(yán)格選擇保冷材料，施工中應(yīng)遵循規(guī)定的程序。為防止混凝土出現(xiàn)裂紋，均采用后張拉預(yù)應(yīng)力施工，對(duì)罐壁垂直度控制十分嚴(yán)格。

混凝土外罐頂應(yīng)具備較高的抗壓、抗拉能力，能抵御一般墜落物的擊打。由于罐底混凝土較厚，澆注時(shí)要控制水化溫度，防止因溫度應(yīng)力產(chǎn)生的開裂。

內(nèi)罐壁是低溫儲(chǔ)罐的主要構(gòu)件，由耐低溫、具有較好機(jī)械性能的鋼板焊接而成，一般選用A5372級(jí)、A516 Gr.60、Gr18Ni9、ASME的304等特種鋼材。

如某罐內(nèi)罐底板和環(huán)板選用厚16 mm、材質(zhì)為A537 CL2的鋼板，其余板則可選用厚6.35 mm、材質(zhì)為A537 CL1的鋼板。

外罐襯板內(nèi)側(cè)噴涂聚氨酯泡沫，一般要求聚氨酯泡沫導(dǎo)熱系數(shù)≤0.03 W/(m·K)，密度40～60 kg/m3，厚度150 mm左右。

內(nèi)罐頂采用懸吊式巖棉保冷層，如某罐罐頂設(shè)置了4層玻璃纖維保冷層，每層厚100 mm，玻璃纖維棉的密度為16 kg/m3、導(dǎo)熱系數(shù)為0.04 W/(m·K)。

罐底保冷比較復(fù)雜，除了鋼板下噴涂聚氨酯泡沫外，還要設(shè)計(jì)防水結(jié)構(gòu)。下圖是某罐罐底的保冷結(jié)構(gòu)，包括65 mm厚的墊層，60 mm厚的密實(shí)混凝土，2 mm厚的防水油氈，2層各100 mm厚的發(fā)泡玻璃，最后用70 mm厚混凝土覆蓋，以保護(hù)外罐混凝土不受過(guò)低溫度的影響。

混凝土外罐壁、外罐頂由預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土及耐低溫鋼襯板構(gòu)成?；炷翉?qiáng)度應(yīng)≥25 MPa。外罐頂和罐壁要能承受氣體意外泄漏產(chǎn)生的內(nèi)壓力，因此，鋼筋混凝土要具備足夠的抗拉強(qiáng)度。

對(duì)于大型儲(chǔ)罐，為使預(yù)應(yīng)力混凝土罐壁均衡受力，可采用等強(qiáng)不等厚或等厚不等強(qiáng)的設(shè)計(jì)方法。

圓柱形：用于工業(yè)燃?xì)?a href=http://www.nbjinggang.com/e/tags/?tagname=%E6%B0%94%E5%8C%96%E7%AB%99 target=_blank class=infotextkey>氣化站，小型LNG生產(chǎn)裝置、衛(wèi)星式液化裝置、民用燃?xì)?a href=http://www.nbjinggang.com/e/tags/?tagname=%E6%B0%94%E5%8C%96%E7%AB%99 target=_blank class=infotextkey>氣化站、LNG汽車加注站。

大型圓柱形：用于基本負(fù)荷型、調(diào)峰型液化裝置、LNG接收站。

球形：用于民用燃?xì)鈿饣荆琇NG汽車加注站。

地上

半地下

地下

單包容罐、雙包容罐及全包容罐。

• 5～50 m3：常用于民用LNG 汽車加注點(diǎn)   及民用燃?xì)庖夯镜取?/span>

• 50～100 m3：多用于工業(yè)燃?xì)庖夯尽?/span>

• 100～1000 m3：適用于小型LNG 生產(chǎn)裝置。

• 10000～40000 m3：用于基本負(fù)荷型和調(diào)峰型液化裝置。

• 40000～200000 m3：用于LNG 接收站。

LNG是多組分混合物，因溫度和組分的變化，液體密度的差異使儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG可能發(fā)生分層。一般罐內(nèi)液體垂直方向上溫差大于0.2、密度大于0.5kg/m3時(shí)，即認(rèn)為罐內(nèi)液體發(fā)生了分層。

LNG是一種多組分混合物，在儲(chǔ)存過(guò)程中，各組分的蒸發(fā)量不同，導(dǎo)致LNG的組分和密度發(fā)生變化，這一過(guò)程稱為老化。

分層LNG各自的對(duì)流循環(huán)    LNG儲(chǔ)罐內(nèi)自然對(duì)流循環(huán)圖

翻滾現(xiàn)象是指兩層不同密度的LNG在儲(chǔ)罐內(nèi)迅速上下翻動(dòng)混合，瞬間產(chǎn)生大量氣化氣的現(xiàn)象。此時(shí)罐內(nèi)LNG的氣化量為平時(shí)自然蒸發(fā)量的10~50倍，將導(dǎo)致儲(chǔ)罐內(nèi)的氣壓迅速上升并超過(guò)設(shè)定的安全壓力，使儲(chǔ)罐出現(xiàn)超壓現(xiàn)象。如果不及時(shí)通過(guò)安全閥排放，就可能造成貯槽的機(jī)械損傷，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的損失及環(huán)境污染。

翻滾現(xiàn)象發(fā)生的根本原因是儲(chǔ)罐中不同層的液體密度不同，存在分層（圖1），組分對(duì)于蒸發(fā)、翻滾產(chǎn)生的時(shí)間和嚴(yán)重性具有重要的影響。

LNG儲(chǔ)罐在長(zhǎng)期儲(chǔ)存中，因其中較輕的組分(主要是N2和CH4)首先蒸發(fā)，自發(fā)形成翻滾。LNG儲(chǔ)罐中原來(lái)留有LNG，在充裝密度不同、溫度不同的新LNG一段時(shí)間(幾個(gè)小時(shí)甚至幾十天)后，突然產(chǎn)生翻滾的現(xiàn)象。對(duì)于連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的接收站，儲(chǔ)罐產(chǎn)生翻滾的現(xiàn)象主要屬于第二類。

上部的LNG密度小，而儲(chǔ)罐底部LNG密度大。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)LNG產(chǎn)生分層后，隨著外部熱量的導(dǎo)入，底層LNG溫度升高，密度變小。頂層LNG由于BOG的揮發(fā)而變重。經(jīng)過(guò)傳質(zhì)，下部LNG上升到上部，壓力減小，成為過(guò)飽和液體，積蓄的能量迅速釋放，產(chǎn)生大量的BOG，即產(chǎn)生翻滾現(xiàn)象。

值得注意的是，LNG分層是引發(fā)翻滾的前提。

• 溫度監(jiān)控

• 密度監(jiān)控

• BOG監(jiān)測(cè)

儲(chǔ)罐一旦產(chǎn)生分層后，在外輸時(shí)首先泵出儲(chǔ)罐底部的LNG。

LNG分層后，應(yīng)采用頂部進(jìn)入裝置進(jìn)行循環(huán)作業(yè)，以促進(jìn)儲(chǔ)罐內(nèi)LNG的混合，避免發(fā)生翻滾。但同時(shí)增加了蒸發(fā)氣量以及處理這些增加的蒸發(fā)氣的費(fèi)用（如圖4）。

卸船時(shí)，當(dāng)船上的LNG密度比儲(chǔ)罐內(nèi)LNG密度重時(shí)，從頂部卸料管進(jìn)罐。反之，從底部卸料管進(jìn)罐，這樣可以促進(jìn)不同密度的LNG在儲(chǔ)罐內(nèi)自行混合，消除分層。