LNGタンクの設計、材料の選択、および用途に関する詳細ガイド

導入

液化天然ガス (LNG) は、効率的な輸送と保管を容易にするために極低温で保管される、世界のエネルギー インフラストラクチャに不可欠な要素です。LNG タンクの設計と材料の選択は、安全性、耐久性、およびパフォーマンスを確保する上で重要です。タンクの設計と材料の検討に加えて、エネルギー分野における LNG タンクの役割を十分に理解するには、LNG タンクのさまざまな用途を理解することが不可欠です。

LNGタンク設計の理解

LNG タンクは、約 -162°C (-260°F) の温度で天然ガスを液体の状態で保管するように設計されています。極寒、圧力変動、潜在的な熱応力に対応する必要があります。主なタンクの種類と重要な設計上の考慮事項について詳しく説明します。
タンクタイプ:
単一封じ込めタンク: これらのタンクは、外側がコンクリート構造の単層の鋼鉄製です。安全マージンが低いため、通常は小規模な貯蔵容量に使用され、大規模な用途にはあまり使用されません。
二重封じ込めタンク: これらのタンクは、内側に鋼鉄製のタンクがあり、外側にコンクリートまたは鋼鉄製の封じ込め層があります。潜在的な漏れを管理し、追加の保護層を提供することで、安全性を高めます。
完全封じ込めタンク: これらのタンクは、内部の LNG コンテナと二次封じ込めシステムを備え、あらゆる潜在的な漏れに対処できるように設計されており、大規模な LNG 貯蔵の標準となっています。
設計上の考慮事項:
断熱性: パーライト、真空、ポリウレタンフォームなどの高度な断熱材は、熱の侵入を防ぎ、LNG を極低温に維持します。
圧力制御システム: 安全弁と監視システムは、内部圧力を管理し、安全な操作を確保するために不可欠です。
耐震性と構造の健全性: タンクは地震活動やその他の構造的ストレスに耐える必要があるため、多くの場合、鉄筋コンクリートと詳細な構造解析が組み込まれます。

LNGタンクの材料選定

LNG タンクの性能と寿命を延ばすには、適切な材料を選択することが重要です。一般的に使用される材料は次のとおりです。
内タンク材質:
9% ニッケル鋼 (ASTM A553): この材料は、内部底板、内部シェル、または壁板に最適で、極低温での高い靭性と脆性破壊耐性を備えています。
低温炭素鋼: これは、極端な極低温特性がそれほど重要ではないコンポーネントに、9% ニッケル鋼と組み合わせて使用されることがあります。
外側タンク材質:
コンクリート： 二重および完全封じ込めタンクの外側封じ込め層に使用され、堅牢な構造サポートと追加の断熱性を提供します。
鋼鉄： 外部タンクの高応力領域で使用される場合があり、腐食に耐えるようにコーティングまたは処理されていることが多いです。
タンク屋根の材質:
ASTM A516 グレード70: この炭素鋼はタンクの天板に適しており、低温でも強度と靭性を発揮します。
断熱材:
パーライト: 極低温に対する絶縁に効果的です。
ガラス繊維とエアロゲル: 優れた断熱性を発揮する先進的な素材ですが、コストが高くなります。

LNGタンクの用途

LNG タンクは、エネルギー分野のさまざまな用途で重要な役割を果たします。その利用方法は次のとおりです。
LNG輸入・輸出ターミナル:
輸入ターミナル: 輸入ターミナルの LNG タンクは船舶から LNG を受け取り、再ガス化されて地元のガスネットワークに供給される前に貯蔵します。
輸出ターミナル: LNGタンクは、液化天然ガスを船に積み込んで国際輸送する前に、輸出ターミナルで貯蔵します。
LNG貯蔵および配送:
公益事業会社: 公益事業会社は、住宅用および商業用の天然ガスを LNG タンクに貯蔵および分配し、需要がピークとなる時期でも安定した供給を確保します。
産業用途: 産業界では、一貫性と信頼性のある燃料源を必要とするプロセスに天然ガスを貯蔵および供給するために LNG タンクを使用しています。
燃料としてのLNG:
海上輸送: LNG タンクは LNG で稼働するように設計された船舶で使用され、従来の船舶燃料に比べて排出量を削減します。
大型車両: LNG タンクは液化天然ガスで動くトラックやバスに使用され、ディーゼル燃料よりもクリーンな代替燃料を提供します。
緊急バックアップとピークカット：
バックアップ電源: LNG タンクは、電力供給が不安定な地域にバックアップ電源ソリューションを提供し、停電時に発電用に天然ガスを利用できるようにします。
ピークシェービング: LNG 貯蔵は、需要の少ない時期に余剰ガスを貯蔵し、需要の多い時期に放出することで、ピーク需要の管理に役立ちます。
LNG生産施設:
液化プラント: LNG タンクは生産施設で液化製品を保管します。そこで天然ガスは冷却され、凝縮されて液体となり、効率的な保管と輸送が行われます。

設計と安全性に関する考慮事項

LNG タンクの安全性と効率性を確保するには、次の点を考慮してください。
熱ストレス管理: 極端な温度変化によって生じる熱応力を管理するには、適切な断熱材と伸縮継手が必要です。
安全機能: LNG 貯蔵に関連する潜在的なリスクに対処するために、漏れ検出システム、防火システム、緊急停止システムを組み込みます。
企業コンプライアンス： アメリカ石油協会 (API)、全米防火協会 (NFPA)、国際標準化機構 (ISO) などの組織による業界標準および規制を遵守します。

結論

LNG タンクの設計と材料の選択は、タンクの安全で効率的な運用を保証する上で不可欠です。エンジニアは、極低温部品に 9% ニッケル鋼、屋根に ASTM A516 グレード 70 などの適切な材料を選択することで、過酷な条件下でも確実に機能するタンクを作成できます。輸入および輸出ターミナルから産業用途や緊急バックアップまで、LNG タンクの多様な用途を理解することで、世界のエネルギー インフラストラクチャにおける LNG タンクの重要な役割が明らかになります。慎重な設計、材料の選択、安全基準の遵守は、LNG の貯蔵と利用の継続的な成功と安全性をサポートします。正確な仕様と現在の価格については、 お問い合わせ 特定のプロジェクトのニーズを満たすために常に推奨されます。