En el campo energético actual, el gas natural licuado (GNL) se ha utilizado cada vez más como una fuente de energía eficiente y limpia. Sin embargo,Tanques de almacenamiento de gas natural licuadoEl almacenamiento de gases peligrosos inflamables y explosivos requiere normas de seguridad extremadamente altas. Aunque los tanques de almacenamiento de GNL están bien desarrollados, persisten peligros potenciales. Hoy vamos a profundizar en cómo reducirTanques de almacenamiento de gas natural licuadoY asegurar su uso seguro.
El diseño seguro de los tanques de almacenamiento de GNL es crucial para garantizar su operación segura durante el almacenamiento y el transporte. Dado que el GNL es un gas peligroso inflamable y explosivo, el diseño de los tanques de almacenamiento debe cumplir con estándares de seguridad extremadamente altos. Los siguientes son los principales aspectos del diseño de seguridad de los tanques de almacenamiento de GNL.
La carcasa exterior de los tanques de almacenamiento de GNL está hecha de acero inoxidable por varias razones. La carcasa de acero inoxidable puede contener temporalmente cualquier fuga de líquido de GNL, evitando que se derrame. Y tiene una mayor resistencia al fuego, una mayor resistencia al impacto y una mejor resistencia a la corrosión que el acero al carbono ordinario. Estas características pueden extender eficazmente la vida útil del tanque y proporcionar la primera línea de defensa para el uso seguro de los tanques de almacenamiento de GNL.
Los componentes críticos del tanque de almacenamiento de GNL, tales como juntas, válvulas y evaporadores, deben estar ubicados dentro de una caja fría altamente hermética al aire. El propósito de la caja fría es contener cualquier fuga de GNL, evitando la difusión de gases combustibles y reduciendo así el área peligrosa. Tal diseño puede reducir efectivamente la probabilidad de un accidente de fuga, e incluso si se produce una fuga, puede minimizar el daño potencial.
Adoptando un método de diseño integrado, el tanque de almacenamiento de GNL, la caja fría, el intercambiador de calor, la base de la máquina y la tubería de protección de la cortina de agua están diseñados y fabricados en su conjunto para formar una "unidad de suministro de aire" completa. Este diseño no solo facilita el control general del riesgo, sino que también simplifica la aprobación del producto. A través del diseño integrado, la operación colaborativa entre los componentes es más eficiente, mejorando aún más la seguridad de todo el sistema.
El uso seguro de los tanques de almacenamiento de GNL depende no solo de la calidad de su diseño y fabricación, sino también de su gestión y mantenimiento durante el uso diario. La operación correcta y la inspección regular pueden reducir efectivamente el riesgo de accidentes y garantizar el funcionamiento seguro del tanque. A continuación se presentan algunas consideraciones clave para el uso diario.
Los tanques de almacenamiento de GNL se utilizan principalmente para el almacenamiento de gas. Para evitar problemas durante el uso, se debe prestar especial atención al manejo del oxígeno líquido. En primer lugar, la concentración de acetileno en el oxígeno líquido debe analizarse periódicamente y mantenerse por debajo de 0,1 × 10⁻⁶. Si la concentración excede este límite, el oxígeno líquido debe evacuarse inmediatamente. En segundo lugar, cuando se utilizan tanques de almacenamiento de GNL para el almacenamiento cerrado de oxígeno líquido, se debe realizar un monitoreo de presión para evitar la sobrepresión. Además, el oxígeno líquido no debe salpicarse sobre la piel desprotegida para evitar una congelación severa. Todas las válvulas deben cerrarse inmediatamente cuando todo el líquido del tanque se ha vaciado pero no se puede calentar inmediatamente. Esto se debe a que la temperatura dentro del tanque es muy baja y el aire húmedo puede entrar a través de la tubería conectada, causando un bloqueo de hielo en la tubería.
Durante el almacenamiento, el GNL se evapora debido a la entrada de calor externo. Los componentes de bajo punto de ebullición se evaporan antes que los componentes de alto punto de ebullición, de modo que la composición del GNL en el tanque criogénico cambiará ligeramente con el tiempo, aumentando el contenido de hidrocarburos más pesados. En circunstancias normales, la tasa de evaporación del GNL causada por la entrada de calor externo es muy baja, y el gas natural evaporado se puede volver a licuar o enviar a la red de gasoductos de la ciudad.
Cuando el GNL del tanque está a punto de agotarse, debe reponerse a tiempo. Dado que parámetros tales como la densidad y la presión de vapor del GNL están relacionados con la temperatura, cuando la densidad del GNL recién inyectado es diferente de la del GNL restante en el tanque, se produce una estratificación temporal. Debido a la transferencia de calor y masa entre las capas, las capas se mezclan gradualmente, y la velocidad de evaporación del GNL también cambia durante este proceso. Bajo ciertas condiciones, la velocidad de evaporación puede aumentar drásticamente, causando un vuelco, lo que hace que la presión interna del tanque de almacenamiento de GNL exceda los requisitos de diseño.
El enrollamiento de GNL es un proceso de evaporación intenso. La estratificación en el tanque puede inhibir la transferencia de calor a la capa inferior, haciendo que la capa inferior de GNL se vuelva sobresaturada. Si la capa superior es más densa que la capa inferior, la capa inferior puede subir repentinamente, dando como resultado una rápida evaporación. Si no se toman medidas preventivas, esto puede conducir a accidentes graves.
Por ejemplo, si el tanque de GNL contiene un resto de GNL de una composición diferente a la del GNL suministrado por el buque, una ligera diferencia de temperatura durante el llenado lateral puede impedir la mezcla. Se forman estratificaciones, con GNL más frío y de baja densidad en la parte superior y GNL más cálido y de alta densidad en la parte inferior. La convección y la transferencia de calor equilibran gradualmente las temperaturas, mientras que el metano en las capas superiores continúa evaporándose. Cuando la capa superior se vuelve más densa que la capa inferior, se hunde, haciendo que la capa inferior sobresaturada de GNL se eleva y el metano se evapore rápidamente. Si el volumen de GNL recién añadido es grande, el metano puede no ser descargado lo suficientemente rápido como para que la presión exceda el límite de seguridad del tanque.
Las medidas preventivas incluyen:
Alimentar GNL ligero desde el fondo del tanque o alimentar GNL pesado desde la parte superior del tanque, o una combinación de los mismos;
Instalación de densitómetros automáticos para monitorizar las diferentes capas;
Utilizar una bomba interna para hacer circular el líquido de abajo hacia arriba;
El contenido de nitrógeno se mantiene por debajo del 1% y la velocidad de evaporación se controla de cerca.
A pesar de las diversas medidas de seguridad adoptadas en el diseño y uso de los tanques de almacenamiento de GNL, persiste el riesgo de fugas y derrames. Por lo tanto, es esencial saber cómo responder a los accidentes de derrames y derrames, tanto para mantener a las personas seguras como para minimizar los daños al medio ambiente y a los equipos.
Al planificar los tanques de almacenamiento de GNL, se debe tener plenamente en cuenta el peligro potencial para el personal y el equipo principal derivado de fugas o derrames de GNL durante el almacenamiento y la manipulación. Si se produce un derrame o fuga de GNL, el flujo, la difusión o la entrada del GNL en el alcantarillado deben controlarse estrictamente para evitar que se vaporice rápidamente y se mezcle con el aire para formar una mezcla inflamable y explosiva.
Cuando se produce una fuga en un tanque de almacenamiento de GNL, se deben instalar instalaciones alrededor del tanque y en el área de carga y descarga para evitar que el GNL se propague en todas las direcciones, minimizando así el daño causado por la fuga de GNL. Para los pequeños tanques de almacenamiento de GNL, los métodos comunes incluyen la colocación de barreras alrededor del tanque, tales como diques, muros de contención o pozos de recolección. Para las válvulas y juntas que puedan tener fugas, se deben instalar deflectores para evitar que el GNL se expulse; Se debe colocar una bandeja de recolección de líquidos debajo para recolectar el GNL que se fuga y introducirlo en el pozo de recolección de líquidos a través de la tubería de drenaje. Cuando el GNL se derrame o se filtra, se puede controlar dentro de un terraplén, muro de contención o foso de recolección para evitar que se propague.
Para grandes tanques de almacenamiento de GNL, es mejor construir el tanque bajo tierra para que el nivel máximo de líquido dentro del tanque sea inferior al nivel del suelo. La capacidad de recolección de líquidos del terraplén, muro de contención o foso de recolección de líquidos debe basarse en la capacidad máxima del tanque, y también debe considerarse plenamente la influencia de la nieve invernal u otros factores. Por lo tanto, deben tener un cierto margen de capacidad de recogida de líquidos y su capacidad debe ser mayor que el volumen total de GNL cuando el tanque está completamente cargado.
El uso seguro de los tanques de almacenamiento de GNL es un proyecto sistemático que involucra diseño, uso y respuesta de emergencia. Mediante el uso de carcasas de acero inoxidable, protección de cajas frías, diseño integrado y otras medidas, la seguridad de los tanques de almacenamiento de GNL se mejora desde la fuente. En el uso diario, controlar estrictamente la concentración de oxígeno líquido, monitorear la presión, evitar que el oxígeno líquido salpique sobre la piel y cerrar la válvula a tiempo, puede prevenir eficazmente la ocurrencia de accidentes. Al mismo tiempo, la reposición oportuna de GNL para evitar la estratificación y evitar el vuelco puede garantizar la estabilidad del tanque de almacenamiento de GNL durante el uso. Ante fugas o derrames, se pueden tomar medidas de control efectivas, como establecer barreras y bandejas de recolección de líquidos, para minimizar el daño. Sólo de esta manera podemos garantizar el uso seguro de los tanques de almacenamiento de GNL y proporcionar una garantía confiable para el desarrollo del campo energético.
