【天然气之夜】储气能力!保冷材料在LNG领域如何应用?

编者按：4月27日上午发改委对储气能力建设的部署安排，迅速成为业内焦点。凑巧的是，在26日晚上，天然气行业微信群和重庆市石油与天然气学会开展了第84期“天然气之夜”空中论坛。讨论的主题是“保冷材料在LNG领域的应用技术”，主要从LNG调峰储气、输配设施包含LNG液化接收站、管线、设备、冷能利用等保冷；LNG调峰储配站（液化天然气⼯厂）储罐、管线、设备保冷；LNG气化站及船用LNG管线保冷三个⽅面做了详细介绍，随后主讲人与群友进行了充分、热烈的交流，反响很大。

（群友讨论看法，不代表本公号观点）

本期主讲人：浙江德和绝热科技股份有限公司高级副总裁赵诣。

主持人：陈新松。记录人：徐士林。

【嘉宾介绍】

赵诣，浙江德和绝热科技股份有限公司 高级副总裁，在天然气行业拥有6年工作经验，曾就职于中国气体工业协会LNG分会，作为协会商务总监及杂志副主编，负责协会对内对外的各项事务及外宣渠道的各类相关工作。

往期链接：近三年“天然气之夜”空中论坛精华集锦（囊括行业热点焦点难点）

主要内容：

一、LNG调峰储、输配设施

1、市场背景

国家发改委发布了《关于加快储气设施建设和完善储气调峰辅助服务市场机制的意见》，明确要求：①上游供气企业应当建立天然气储备，到2020 年拥有不低于其年合同销售量10%的储气能力；②城镇燃气企业要建立天然气储备，到2020 年形成不低于其年用气量5%的储气能力；③县级以上地方人民政府指定的部门会同相关部门建立健全燃气应急储备制度，到2020 年至少形成不低于保障本行政区域日均3天需求量的储气能力。

根据我国天然⽓气需求储存量，未来十年，预计16万立规模的储罐需要建设90个。

2. 液化天然气储罐类型分析

目前，世界上大型LNG储罐应用最为广泛的是采用金属材料制成的圆柱形双层壁地上常压储罐，可分为四种形式。

①单容式储罐：分为单壁储罐和双壁储罐，用在LNG低温领域里主要采用双壁储罐。双壁储罐的外罐⽤普通碳钢制成，它不能承受低温介质，主要起到固定和保护隔热层的作用，中间为隔热层，内壁罐为耐低温的9Ni不锈钢，直接与LNG接触。单容式储罐投资相对低，施工周期短，但容易泄漏，安全性相对低，近年来在接收站储罐设计中已经很少使用。

②双容式储罐：外壁采用能耐低温的9Ni不锈钢或预应力混凝土，顶罐加吊顶隔热，内壁罐为耐低温的9Ni不锈钢，直接与LNG接触。双容式储罐较单容式储罐投资略高（造价约为单容式储罐的1.1倍），其施工周期也较长。但是，由于其外壁有了一定保护层，其安全性能较单容式储罐要⾼。

③全容式储罐：采⽤用9Ni钢内筒，9Ni钢或混凝土全封闭式外罐和顶盖构成，对LNG及其蒸发气具有双层包容能力。

④膜式储罐：

采⽤了不锈钢内膜和混凝土储罐外壁，对防火和安全距离要求于全包容罐相同。耽于双包容罐和全包容罐相比，它只有一个简体。膜式罐的操作灵活性优于犹豫全包容罐，这是因为膜式罐不锈钢内膜很薄，没有温度阶梯度的约束。

3. 液化天然⽓气管线保冷分析

综合来看，目前国内外主流的LNG管道保冷材料包括泡沫玻璃（CG）、聚异氰尿尿酸酯泡沫（PIR）为代表的硬质保冷材料料；另一类是以发泡弹性体为代表的柔性材料。还有一小部分的新型纳米隔热材料（SA）。

二、保冷主材介绍

1. 石油化工常用保冷主材介绍

德和科技针对LNG保冷领域主要供货材料料为泡沫玻璃、PIR、PUR等材料料。

2. 泡沫玻璃生产工艺

泡沫玻璃（Cellular Glass）是一种性能优越的无机发泡材料。由于泡沫玻璃具有防⽔性、不可燃性、防腐蚀性的作用，加之其化学性能稳定，具有长期使用性能不劣化的优点。

虽然其他新型隔热绝热材料层出不穷，但是泡沫玻璃以其优越性能在低温绝热绝缘、防潮工程、吸声等领域占据着越来越重要的地位，备受用户青睐。

3. 聚异氰尿尿酸酯（PIR）介绍

聚异氰尿尿酸酯（简称PIR）是一种新型的有机高分子绝热料，机械强度高、经久耐用、防腐防霉，保冷性能优越，可满足不同的保冷需求。

4. PIR⽣生产⼯工艺

PIR是以异氰酸酯（Isocyanate）与聚醚（Ployol）为主要原料，再加上触媒、防火剂及环保型发泡剂，经专门配方和严格工艺条件下充分混合、反应、发泡生成的泡沫聚合体。

5. 高密度聚异氰尿酸酯（PIR）／聚氨酯泡沫（PUR）管托介绍

高密度PIR/PUR管托成品由成千上万极微小均匀的独立密闭气泡组成，呈立体蜂窝式的结构。其热传导率低、抗压强度高、吸水率低，耐水解，不易燃，精确成型等特点，是深冷管道管托、鞍座及低温设备垫块的理想新型保冷材料料。

主要应用于石油化工装置、液化气厂、冷冻库及中央空调系统管道、设备承重和隔热。分为滑动保冷管托,导向保冷管托（包括垂直管道导向管托), 限位/固定保冷管托，垫块系统。

6. 保冷辅材介绍

三 保冷应用案例

1、LNG及低温储罐保冷系统

1.2 罐壁保冷系统

1.3 环形空间保冷系统

1.4 罐顶保冷系统

2、球罐保冷结构

3、空分罐保冷结构

4、液化天然⽓气管线保冷系统

LNG管道保冷材料的选择和施工的好坏，不仅关系到整个管路的输送效率，而且对装置的安全至关重要。合适的保冷材料不仅能够降低能耗、减少冷量损耗，而且为符合环保要求、为企业安全生产和创造更好的效益提供了保障。

LNG管道保冷材料的性能必满足以下几个方面：

1）耐腐蚀、抗老化、化学性质、长期稳定；

2）具有较低的导热系数，即良好的绝热性能；

3）超低温和常温交变时尺寸稳定性好；

4）超低温和常温条件下均能达到一定的机械强度；

5）具有一定的阻燃性能。

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