石油天然气如何储存,是否要给石油天然气盖房子呢?答案是肯定的。在油田、炼厂、输油气站场、机场、港口,经常可以看到形状各异、数量不同、大小不一的储罐;在我们看不到的地下,还深藏着储油洞库和储气库,甚至在海上也修建有中转和储备油库。这些便是石油天然气的容身之所。经由管道、轮船、火车、汽车运来的原油、成品油、天然气、液化天然气(LNG)储存其中,用以满足国家经济建设和人民生活需要,同时也作为国家能源战略储备的重要手段。
管道输送系统是一个复杂的系统,除管道干线及加压、加热设施外,还需要配套建设油气储存系统,以确保管道安全、平稳运行。油气储存系统依所处地点分为地面储库、地下储库及海上储库。
地面储库是由多个油气储罐组成的储罐区。油气储罐是用于储存原油、成品油、天然气、液化石油气及液化天然气形状相对规则的容器。由于白色物体不吸收任何色光,会反射所有色光,所以通常把储罐漆成银白色,使其尽可能多地反射太阳光,避免罐体温度过高而导致油料自燃。同时,储罐顶部需要设置避雷针,以防止储罐遭受雷击而点燃油料。储罐旁边还会设计安装自动喷水装置,这是因为虽然把储罐漆成银白色可以反射多数太阳光,但依然会受到阳光辐射升温及空气高温的影响,使罐体温度升高而存在油料自燃的风险。当气温较高时,这个自动喷水装置就会向罐身洒水,利用水的“蒸发吸热”原理,降低罐体温度。油气储罐按其形状分为卧式储罐、立式储罐和球壳式储罐。其中卧式储罐和立式储罐为常压储存,而球壳式储罐为带压储存。液化天然气储罐也是属地面储库。
卧式储罐由端盖及卧式圆形或椭圆形罐壁构成,容积一般小于100立方米,通常用于炼化生产环节或加油站。
立式储罐在长输管道中转站、石油储备基地、港口等大型储罐区或储库应用最为普遍。立式储罐为圆柱形钢制储罐,由罐底、罐壁和罐顶及有关附件组成,以拱顶储罐和浮顶储罐应用最为广泛,技术最为成熟。立式储罐通常看起来又矮又粗,这是因为液体内部向各个方向都有压强,同一深度液体的压强相同,液体越深压强越大。把储罐建矮,是为了减小液体对储罐侧壁的压强;把储罐建粗,是为了增加储罐的容量。通常容量低于5万立方米的采用拱顶储罐,容量高于5万立方米的采用浮顶储罐。自20世纪50年代国外开始建造5万立方米金属储罐以来,石油储罐不断向大型化发展,但因其存在一系列复杂的技术问题,普遍认为储罐容积以8~15万立方米为宜。中国最大单体浮顶储罐容积为15万立方米,直径92米,分别在江苏仪征、甘肃兰州、黑龙江林源建成并投入使用。
球壳式储罐即球形储罐,分为圆球形、椭球形、水滴形或混合形,主要由球壳、支座及附属构建组成,容积通常为5000~10000立方米。与立式圆柱形储罐相比,在相同容积、压力条件下,球形储罐可节省钢材30%~45%。此外,球形储罐具有占地面积小,基础工程量小等优点,但同时具有制造和拼装困难,焊接质量不易保证等缺点。球形储罐按工作压力分为高压、低压两种:高压储罐主要用于城市配气系统作昼夜或小时调峰供气,工作压力通常低于3.0兆帕;低压储罐主要用于储存低温、低压液化气,工作压力通常为0.1兆帕。球形储罐的球壳结构有单层、双层、多层3种:单层球罐应用最多,用于储存有压力的液化气及其他气体;双层球罐用于储存低温、洁净度要求高或腐蚀性强的介质;多层球罐用于储存高压液体。
液化天然气储罐,也称LNG储罐。由于液化天然气通常处于很低的温度(常压下为-160℃左右),因此液化天然气储罐的最大特点是其罐体还必须具有很强的耐低温和保温的能力。LNG储罐分为常压储罐和高压储罐两种:常压储存适用于液化天然气的大量储存,通常建在天然气输出终端和接收终端,液化天然气通过液化天然气船从输出终端运输至接收终端,气化后经外输管道输送给用户。其特点是储罐容积大、结构简单、承压能力低、蒸发率高。目前中国建成多座22万立方米LNG储罐,正在建设27万立方米LNG储罐,它将是全球最大LNG储罐。高压储存适用于液化天然气的少量储存,主要通过液化天然气槽车运至城市液化天然气供气站,气化后供应给用户。其特点是储罐容积小、结构复杂、承压能力高,因配备有真空隔热装置,蒸发率较低。
地下储库是石油天然气大规模储存的重要设施,是在地质条件允许的情况下,由机械开凿洞穴、天然及人工溶洞、废弃矿井、枯竭油气藏、含水岩层等形成的地下空间。相比地上储库,地下储库具有安全性高、占地面积小、环境保护效果好等优点。
地下储油库以水封洞库居多,大都沿海或沿江修建,用于接收储存油轮运输的油品。内陆地下储油库则建在化工基地或油品管道附近,用于接收储存化工基地生产的油品及管道输送的油品。地下储气库包括枯竭油气藏储气库、含水层储气库、盐穴储气库和废弃矿穴储气库四种类型,一般建设在靠近下游天然气用户城市附近,多用于储气调峰、应急供气。例如,中国地下储气库的运作,就是以年为周期,呈现“冬春采气,夏秋注气”的季节性特点。
海上储库分为储油库和储气库。海上储油库分为储油池、固定油轮、储油罐等类型,用于海上油田开发及石油的中转、储存,世界上一些国家已经在近海建设了中转和储备油库。海上储油池呈饭盒状,池与池分隔,周围设防波堤;固定油轮采用闲置或报废的大型油轮作为离岸远、水深大或开发初期油田储油之用;海上储油罐是将储油罐置于海中,通过锚系的方式使其相对固定。海上储气库是采用浮式液化天然气装置,通过单点系泊或多点系泊方式系泊于海上的全海式海上天然气生产装置,其设有天然气处理与液化装置、生活与动力设施、液化天然气储存舱及外输系统。