低溫超大型液化天然氣儲罐的預冷工藝的制作方法
【專利摘要】一種低溫超大型液化天然氣儲罐的預冷工藝，采用以下步驟：一：使用天然氣對液化天然氣儲罐(1C)內氮氣進行置換；二：從液化天然氣儲罐(1C)引入來自液化天然氣儲罐(1A)、(1B)進入液化天然氣儲罐(1C)的低溫天然氣，將常溫天然氣從液化天然氣儲罐(1C)內擠出，從而，實現液化天然氣儲罐(1C)的冷卻；三：將液化天然氣從液化天然氣儲罐(1C)頂部噴淋環(huán)中噴入液化天然氣儲罐(1C)中，液化天然氣小液滴在噴射力和重力的作用下向四周換熱，對液化天然氣儲罐(1C)進行深冷。本發(fā)明不僅能夠使液化天然氣儲罐預冷天然氣做到零排放，而且，大大降低了液化天然氣儲罐預冷對儲罐本體的損傷；提升了液化天然氣儲罐預冷的經濟性和安全性。
【專利說明】低溫超大型液化天然氣儲罐的預冷工藝

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及儲罐預冷工藝，尤其設及一種用于低溫超大型液化天然氣儲罐的冷卻 方式。

【背景技術】
[0002] 液化天然氣（LNG)接收站一般采用低溫超大型儲罐（如160000m3)對LNG進行存 儲，在試車階段中，低溫超大型液化天然氣（LNG)儲罐預冷工作是一項至關重要的工作。
[0003] 目前，傳統(tǒng)的液化天然氣儲罐的預冷工藝，主要是通過設在液化天然氣儲罐頂部 的噴淋環(huán)，并使用液化天然氣對充滿氮氣（用于機械完工前的氣密測試及惰化）的常溫液 化天然氣儲罐直接進行噴淋降溫，直至液化天然氣儲罐溫度降至約-156°c。為平衡液化天 然氣儲罐的罐壓，在冷卻過程中，將液化天然氣儲罐內氮氣、天然氣的混合氣體，通過天然 氣管線進行火炬放空。但是，傳統(tǒng)的液化天然氣儲罐的預冷工藝，在其他接收站儲罐預冷的 過程中，卻暴露了一些無法克服的缺陷如下：
[0004] 1.在預冷工作初期，由于使用約-156°C的液化天然氣直接對常溫液化天然氣儲 罐進行噴淋，其所造成的溫差巨大，導致大量液化天然氣升溫后迅速氣化，產生大量的天然 氣，因此，超出了各個接收站再冷凝器回收的能力。從接收站安全性考慮，只能通過天然氣 管線進行火炬燃燒放空，使天然氣無法回收，造成資源浪費。
[0005] 2.由于噴淋的液化天然氣密度較氮氣大，僅能采用自上而下的噴淋方式。噴淋 的液化天然氣小液滴在下降的過程中，吸收熱量，不斷氣化，造成天然氣同氮氣大范圍的混 合，而該混合氣體因含有較多氮氣，因此，對壓縮機和再冷凝器的操作不利，而在設計上一 般不允許進行直接回收，一般是液化天然氣蒸發(fā)氣炬OG)含量超過一定比例后才可回收。
[0006] 3.在預冷初期，液化天然氣儲罐處于常溫狀態(tài)或溫度較高狀態(tài)，在此種情況下，若 出現如部分噴淋孔堵塞或閥口內漏，考慮到液化天然氣的超低溫及比熱較大（相較氣態(tài)天 然氣）的特性，很可能造成液化天然氣儲罐冷卻不均或局部冷卻過快的情況，由于超低溫 的液化天然氣對常溫的液化天然氣儲罐冷卻不均，易引起液化天然氣儲罐本體損傷或性能 影響（如外罐混凝±裂紋）。
[0007] 基于對上述缺陷，有必要對傳統(tǒng)預冷工藝進行改進，W解決了上述存在的"瓶頸" 問題。


【發(fā)明內容】

[000引本發(fā)明的主要目的在于克服現有技術存在的上述缺點，而提供一種改進的低溫超 大型液化天然氣儲罐預冷工藝，其不僅能夠使液化天然氣儲罐預冷天然氣做到零排放，而 且，大大降低了液化天然氣儲罐預冷對儲罐本體的損傷；解決了傳統(tǒng)儲罐預冷工藝無法克 服的天然氣浪費和對儲罐本身可能造成損傷的問題，極大地提升了液化天然氣儲罐預冷的 經濟性和安全性。
[0009] 本發(fā)明的目的是由W下技術方案實現的：
[0010] 一種低溫超大型液化天然氣儲罐的預冷工藝，其特征在于：采用W下步驟：
[0011] 第一步：使用天然氣對液化天然氣儲罐（1C)內氮氣進行置換；
[0012] 1.置換時，將天然氣壓縮機出口管線，經排放管線進入液化天然氣儲罐（1C)內進 行導通，使加壓后的常溫天然氣通過設在液化天然氣儲罐（1C)頂部的排放管線注入液化 天然氣儲罐（1C)內，對液化天然氣儲罐（1C)進行天然氣置換；
[001引2.從液化天然氣儲罐（1C)底部氣體置換管線排出氮氣的方式，對液化天然氣儲 罐（1C)內的氮氣充分置換；
[0014] 3.氮氣排放；
[0015] 在天然氣注入的過程中，為保證液化天然氣儲罐（1C)的壓平衡及置換效果，需將 氮氣從液化天然氣儲罐（1C)底部排放；液化天然氣儲罐（1C)上設有氣體置換管線，打開氣 體置換管線位于液化天然氣儲罐（1C)頂部的排放閥口，使氮氣從氣體置換管線底部橫管 部分的數個引氣小孔排出；
[0016] 第二步；使用低溫天然氣對液化天然氣儲罐（1C)進行初始預冷；
[0017] 當液化天然氣儲罐（1C)內的氮氣基本被置換成天然氣時，從液化天然氣儲罐 (1C)頂部的天然氣輸入管線引入來自從液化天然氣儲罐（1A)、液化天然氣儲罐（1B)進入 液化天然氣儲罐（1C)的低溫天然氣，利用低溫天然氣同常溫天然氣的密度差，將常溫天然 氣從液化天然氣儲罐（1C)內擠出，從而，實現液化天然氣儲罐（1C)的冷卻；
[0018] 第=步；使用液化天然氣噴淋對液化天然氣儲罐（1C)進行深冷；
[0019] 將液化天然氣從液化天然氣儲罐（1C)頂部噴淋環(huán)中噴入液化天然氣儲罐（1C) 中，液化天然氣小液滴在噴射力和重力的作用下，向下及四周換熱，對液化天然氣儲罐（1C) 進行深冷。
[0020] 所述第二步中；在冷卻過程中，從液化天然氣儲罐（1C)排出的天然氣，通過各接 收站的壓縮機或再冷凝器進行外輸或回收，W實現零排放。
[0021] 本發(fā)明的有益效果；本發(fā)明由于采用上述技術方案，其不僅能夠使液化天然氣儲 罐預冷天然氣做到零排放，而且，大大降低了液化天然氣儲罐預冷對儲罐本體的損傷；解決 了傳統(tǒng)液化天然氣儲罐預冷工藝無法克服的天然氣浪費和對儲罐本身可能造成損傷的問 題，極大地提升了液化天然氣儲罐預冷的經濟性和安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明液化天然氣儲罐1C結構示意圖。
[0023] 圖2為本發(fā)明整體流程示意圖。
[0024] 圖中主要標號說明；
[0025] 1A.液化天然氣儲罐、1B.液化天然氣儲罐、1C.液化天然氣儲罐、2.排放管線、 3.液化天然氣蒸發(fā)氣管線、4.氣體置換管線、5.天然氣輸入管線、6.液化天然氣蒸發(fā)氣壓 縮機管線、7.低溫天然氣管線。

【具體實施方式】
[0026] 本發(fā)明采用W下步驟：
[0027] 第一步：如圖1所示，使用天然氣對液化天然氣儲罐1C內氮氣進行置換；
[002引 1.為避免傳統(tǒng)工藝中，天然氣同氮氣大范圍混合造成無法回收的情況，本發(fā)明首 先利用天然氣對液化天然氣儲罐1C內的氮氣進行置換。置換時，將天然氣壓縮機出口管線 經排放管線2進入液化天然氣儲罐1C內進行導通，使加壓后的常溫天然氣（約25°C )通過 設在液化天然氣儲罐1C頂部的排放管線2注入液化天然氣儲罐1C內，對液化天然氣儲罐 1C進行天然氣置換。
[0029] 2.由下表可知，天然氣在-100°CW上時，密度低于常溫下的氮氣。因此，對液化天 然氣儲罐1C進行氮氣置換時，可通過液化天然氣儲罐1C頂部排放管線2注入天然氣，并從 液化天然氣儲罐1C底部氣體置換管線4排出氮氣的方式對液化天然氣儲罐內的氮氣充分 置換。
[0030] 置換時，應控制進入液化天然氣儲罐1C的天然氣的溫度，盡量確保其同氮氣具有 足夠的密度差。
[0031] 不同溫度下甲燒、氮氣密度
[0032]

【權利要求】
1. 一種低溫超大型液化天然氣儲罐的預冷工藝，其特征在于：采用以下步驟： 第一步：使用天然氣對液化天然氣儲罐（1C)內氮氣進行置換；
1. 置換時，將天然氣壓縮機出口管線，經排放管線進入液化天然氣儲罐（1C)內進行導 通，使加壓后的常溫天然氣通過設在液化天然氣儲罐（1C)頂部的排放管線注入液化天然 氣儲罐（1C)內，對液化天然氣儲罐（1C)進行天然氣置換；
2. 從液化天然氣儲罐（1C)底部氣體置換管線排出氮氣的方式，對液化天然氣儲罐 (1C)內的氮氣充分置換；
3. 氮氣排放； 在天然氣注入的過程中，為保證液化天然氣儲罐（1C)的壓平衡及置換效果，需將氮氣 從液化天然氣儲罐（1C)底部排放；液化天然氣儲罐（1C)上設有氣體置換管線，打開氣體置 換管線位于液化天然氣儲罐（1C)頂部的排放閥門，使氮氣從氣體置換管線底部橫管部分 的數個引氣小孔排出； 第二步：使用低溫天然氣對液化天然氣儲罐（1C)進行初始預冷； 當液化天然氣儲罐（1C)內的氮氣基本被置換成天然氣時，從液化天然氣儲罐（1C)頂 部的天然氣輸入管線引入來自從液化天然氣儲罐（1A)、液化天然氣儲罐（1B)進入液化天 然氣儲罐（1C)的低溫天然氣，利用低溫天然氣同常溫天然氣的密度差，將常溫天然氣從液 化天然氣儲罐（1C)內擠出，從而，實現液化天然氣儲罐（1C)的冷卻； 第三步：使用液化天然氣噴淋對液化天然氣儲罐（1C)進行深冷； 將液化天然氣從液化天然氣儲罐（1C)頂部噴淋環(huán)中噴入液化天然氣儲罐（1C)中，液 化天然氣小液滴在噴射力和重力的作用下，向下及四周換熱，對液化天然氣儲罐（1C)進行 深冷。
2.根據權利要求1所述的低溫超大型液化天然氣儲罐的預冷工藝，其特征在于：所述 第二步中：在冷卻過程中，從液化天然氣儲罐（1C)排出的天然氣，通過各接收站的壓縮機 或再冷凝器進行外輸或回收，以實現零排放。
【文檔編號】F17C13/00GK104482404SQ201410592180
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】孔令海, 黃志強, 田連軍, 童文龍, 曾高貴, 劉蛟, 姜華軍 申請人:廣東珠海金灣液化天然氣有限公司