เรื่อง

ถังบรรจุก๊าซธรรมชาติเหลว

คู่มือเชิงลึกเกี่ยวกับการออกแบบถัง LNG การเลือกวัสดุ และการใช้งาน

การแนะนำ

ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) เป็นส่วนประกอบสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานระดับโลก ซึ่งจัดเก็บในอุณหภูมิต่ำมากเพื่อให้การขนส่งและการจัดเก็บมีประสิทธิภาพ การออกแบบถัง LNG และการเลือกวัสดุมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันความปลอดภัย ความทนทาน และประสิทธิภาพ นอกเหนือจากการสำรวจการออกแบบและวัสดุของถังแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจการใช้งานต่างๆ ของถัง LNG เพื่อให้เข้าใจบทบาทของถังเหล่านี้ในภาคพลังงานได้อย่างเต็มที่

ทำความเข้าใจการออกแบบถัง LNG

ถัง LNG ออกแบบมาเพื่อเก็บก๊าซธรรมชาติในรูปของเหลวที่อุณหภูมิประมาณ -162°C (-260°F) ถังเหล่านี้ต้องรองรับความเย็นจัด การเปลี่ยนแปลงแรงดัน และความเครียดจากความร้อนที่อาจเกิดขึ้นได้ ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดเกี่ยวกับประเภทถังหลักและข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญ:
ประเภทถัง:
ถังบรรจุเดี่ยว: ถังเหล่านี้มีโครงสร้างเหล็กชั้นเดียวพร้อมโครงสร้างคอนกรีตภายนอก เนื่องจากมีขอบเขตความปลอดภัยที่ต่ำกว่า จึงมักใช้สำหรับพื้นที่จัดเก็บที่มีขนาดเล็กกว่าและไม่ค่อยนิยมใช้สำหรับการใช้งานขนาดใหญ่
ถังบรรจุแบบ 2 ชั้น: ถังเหล่านี้มีถังเหล็กด้านในและชั้นกักเก็บคอนกรีตหรือเหล็กด้านนอก ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยโดยจัดการกับการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้นและให้การปกป้องอีกชั้นหนึ่ง
ถังบรรจุเต็ม: ถังเหล่านี้ซึ่งมีถัง LNG ด้านในและระบบกักเก็บรอง ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการกับการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้น ทำให้ถังเหล่านี้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับการจัดเก็บ LNG ขนาดใหญ่
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ:
ฉนวนกันความร้อน: วัสดุฉนวนขั้นสูง เช่น เพอร์ไลท์ โฟมสูญญากาศ หรือโพลียูรีเทน ป้องกันการเข้ามาของความร้อน และรักษา LNG ให้มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง
ระบบควบคุมแรงดัน: วาล์วระบายแรงดันและระบบตรวจสอบเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการจัดการแรงดันภายในและการรับรองการทำงานที่ปลอดภัย
ความสมบูรณ์ของแผ่นดินไหวและโครงสร้าง: ถังจะต้องทนต่อกิจกรรมแผ่นดินไหวและความเครียดของโครงสร้างอื่นๆ ดังนั้นจึงมักมีการใช้คอนกรีตเสริมเหล็กและการวิเคราะห์โครงสร้างโดยละเอียด

การออกแบบถัง LNG

การออกแบบถัง LNG

การเลือกใช้วัสดุสำหรับถัง LNG

การเลือกวัสดุที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของถัง LNG ต่อไปนี้เป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไป:
วัสดุถังด้านใน:
เหล็กนิกเกิล 9% (ASTM A553): วัสดุนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นด้านล่างด้านในและเปลือกด้านในหรือแผ่นผนัง เนื่องจากมีความเหนียวสูงและทนต่อการแตกแบบเปราะในอุณหภูมิต่ำมาก
เหล็กกล้าคาร์บอนอุณหภูมิต่ำ: บางครั้งสิ่งนี้ใช้ร่วมกับเหล็กนิกเกิล 9% สำหรับส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติในการทนอุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษไม่สำคัญมากนัก
วัสดุถังภายนอก:
คอนกรีต: ใช้สำหรับชั้นกักเก็บภายนอกในถังกักเก็บแบบคู่และเต็มถัง ช่วยให้มีการรองรับโครงสร้างที่แข็งแรงและเป็นฉนวนกันความร้อนเพิ่มเติม
เหล็ก: บางครั้งใช้ในถังด้านนอกสำหรับพื้นที่ที่มีความเครียดสูง โดยมักเคลือบหรือผ่านการบำบัดเพื่อป้องกันการกัดกร่อน
วัสดุหลังคาถัง:
ASTM A516 เกรด 70: เหล็กกล้าคาร์บอนชนิดนี้เหมาะสำหรับแผ่นหลังคาถัง เนื่องจากให้ความแข็งแกร่งและความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ
วัสดุฉนวน:
เพอร์ไลท์: มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนป้องกันอุณหภูมิเยือกแข็ง
ไฟเบอร์กลาสและแอโรเจล: วัสดุขั้นสูงที่ให้ฉนวนกันความร้อนได้ดีเยี่ยมแต่มีราคาสูงกว่า

การใช้งานถัง LNG

ถัง LNG มีบทบาทสำคัญในการใช้งานต่างๆ ในภาคพลังงาน โดยมีการใช้งานดังนี้:
ท่าเรือนำเข้าและส่งออก LNG:
เทอร์มินัลนำเข้า: ถัง LNG ที่ท่าเรือนำเข้าจะรับ LNG จากเรือและจัดเก็บไว้ก่อนที่จะเปลี่ยนให้เป็นก๊าซและจ่ายเข้าสู่ระบบก๊าซในพื้นที่
เทอร์มินัลการส่งออก: ถัง LNG จัดเก็บก๊าซธรรมชาติเหลวที่ท่าเรือส่งออกก่อนที่จะถูกโหลดลงบนเรือเพื่อการขนส่งระหว่างประเทศ
การจัดเก็บและการจำหน่าย LNG:
บริษัทสาธารณูปโภค: หน่วยงานสาธารณูปโภคจัดเก็บและจำหน่ายก๊าซธรรมชาติสำหรับใช้ในที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์ในถัง LNG รับประกันอุปทานคงที่แม้ในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด
การใช้งานทางอุตสาหกรรม: อุตสาหกรรมต่างๆ ใช้ถัง LNG เพื่อจัดเก็บและจ่ายก๊าซธรรมชาติสำหรับกระบวนการที่ต้องการแหล่งเชื้อเพลิงที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้
LNG เป็นเชื้อเพลิง:
การขนส่งทางทะเล: ถัง LNG ใช้ในเรือที่ออกแบบมาเพื่อใช้ LNG โดยลดการปล่อยมลพิษเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงทางทะเลแบบดั้งเดิม
รถบรรทุกหนัก: ถัง LNG ใช้ในรถบรรทุกและรถโดยสารที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเหลว ซึ่งเป็นทางเลือกที่สะอาดกว่าน้ำมันดีเซล
การสำรองฉุกเฉินและการโกนยอด:
พลังงานสำรอง: ถัง LNG ให้โซลูชันพลังงานสำรองแก่พื้นที่ที่แหล่งจ่ายไฟฟ้าไม่น่าเชื่อถือ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าก๊าซธรรมชาติจะพร้อมใช้งานเพื่อผลิตไฟฟ้าระหว่างที่ไฟดับ
การโกนยอด: การจัดเก็บ LNG ช่วยจัดการกับความต้องการสูงสุดได้โดยการกักเก็บก๊าซส่วนเกินในช่วงที่มีความต้องการต่ำ และปล่อยออกในช่วงที่มีความต้องการสูง
สถานที่ผลิต LNG :
พืชเหลว: ถัง LNG จัดเก็บผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลวไว้ที่โรงงานผลิต โดยที่ก๊าซธรรมชาติจะถูกทำให้เย็นลงและควบแน่นให้เป็นของเหลวเพื่อการจัดเก็บและขนส่งที่มีประสิทธิภาพ

การออกแบบและการพิจารณาความปลอดภัย

เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและประสิทธิภาพของถัง LNG ควรพิจารณาสิ่งต่อไปนี้:
การจัดการความเครียดจากความร้อน: จำเป็นต้องมีฉนวนและข้อต่อขยายตัวที่เหมาะสมเพื่อจัดการกับความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรง
คุณสมบัติด้านความปลอดภัย: เพื่อจัดการกับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บ LNG ให้รวมระบบตรวจจับการรั่วไหล ระบบป้องกันอัคคีภัย และระบบปิดฉุกเฉิน
การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: ปฏิบัติตามมาตรฐานและข้อบังคับของอุตสาหกรรมจากองค์กรต่างๆ เช่น สถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา (API) สมาคมป้องกันอัคคีภัยแห่งชาติ (NFPA) และองค์กรมาตรฐานระหว่างประเทศ (ISO)

บทสรุป

การออกแบบและการเลือกวัสดุของถัง LNG ถือเป็นปัจจัยพื้นฐานที่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าถังจะทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ วิศวกรสามารถสร้างถังที่ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะที่รุนแรงโดยการเลือกวัสดุที่เหมาะสม เช่น เหล็กนิกเกิล 9% สำหรับส่วนประกอบที่อุณหภูมิต่ำ และ ASTM A516 เกรด 70 สำหรับหลังคา การทำความเข้าใจการใช้งานที่หลากหลายของถัง LNG ตั้งแต่เทอร์มินัลนำเข้าและส่งออก ไปจนถึงการใช้งานในอุตสาหกรรมและการสำรองฉุกเฉิน เน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญของถัง LNG ในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานระดับโลก การออกแบบ การเลือกวัสดุ และการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยอย่างรอบคอบจะช่วยให้การจัดเก็บและการใช้ LNG ประสบความสำเร็จและปลอดภัยต่อไป หากต้องการข้อมูลจำเพาะที่แม่นยำและราคาปัจจุบัน โปรดปรึกษากับ [email protected] มักแนะนำให้ตอบสนองความต้องการเฉพาะของโครงการเสมอ