Trong bối cảnh chuyển đổi năng lượng đang diễn ra mạnh mẽ, khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) ngày càng đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp. Việc lưu trữ LNG một cách an toàn, hiệu quả và đúng chuẩn là yếu tố then chốt giúp các doanh nghiệp vận hành ổn định và tiết kiệm chi phí. Bài viết này từ Metagas sẽ giúp bạn hiểu rõ về bồn chứa LNG, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các yếu tố quan trọng khi lựa chọn, lắp đặt thiết bị này.
Bồn LNG Là Gì?
Khái Niệm Bồn LNG
Bồn chứa LNG là thiết bị chuyên dụng dùng để lưu trữ LNG trong điều kiện cực lạnh. Chúng được thiết kế với nhiều lớp vật liệu cách nhiệt, có khả năng chịu áp suất và nhiệt độ cao để đảm bảo an toàn tuyệt đối trong suốt quá trình lưu trữ và vận hành.
Nguyên Lý Hoạt Động Của Bồn LNG
- Làm lạnh và hóa lỏng: Khí tự nhiên được làm lạnh đến -162°C để chuyển sang trạng thái lỏng.
- Lưu trữ trong bồn cách nhiệt: Bồn LNG có lớp cách nhiệt dày để giữ nhiệt độ thấp, ngăn bay hơi LNG ra ngoài môi trường.
- Vận chuyển: LNG được đưa đi bằng tàu chuyên dụng, xe bồn ISO tank hoặc đường ống, đảm bảo không thất thoát năng lượng.
- Tái hóa khí: Trước khi sử dụng, LNG được hóa hơi trở lại trạng thái khí thông qua thiết bị vaporizer và đưa vào hệ thống tiêu thụ.
Cấu Tạo Chi Tiết Của Bồn Chứa LNG
Một bồn chứa LNG hiện đại là một hệ thống kỹ thuật phức tạp, được thiết kế để lưu trữ khí thiên nhiên ở trạng thái lỏng dưới nhiệt độ cực thấp (-162°C). Để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận hành, bồn LNG được chế tạo với cấu trúc nhiều lớp, mỗi lớp đóng vai trò riêng biệt trong việc giữ lạnh, chịu áp suất và bảo vệ hệ thống.
Lớp Trong (Inner Vessel)
-
- Vật liệu chế tạo: Thép không gỉ chất lượng cao, thường là inox 304 hoặc 316L.
- Chức năng: Đây là lớp trực tiếp tiếp xúc và chứa LNG hóa lỏng. Nó phải có khả năng chịu nhiệt độ cực thấp, không giòn nứt hoặc bị ăn mòn khi LNG bay hơi hoặc khi có sự thay đổi nhiệt độ đột ngột.
- Tính chất kỹ thuật:
-
- Độ bền cơ học cao.
- Chống ăn mòn mạnh trong môi trường lạnh sâu và có hơi LNG.
- Hệ số co giãn nhiệt thấp, đảm bảo độ ổn định hình học.
Lớp Ngoài (Outer Vessel)
- Vật liệu chế tạo: Thường là thép carbon cán nóng, có độ dày lớn hơn lớp trong.
- Chức năng: Đây là lớp bảo vệ toàn bộ hệ thống bồn, giúp chống chịu áp lực cơ học từ bên ngoài, bảo vệ lớp trong khỏi va chạm và điều kiện thời tiết (gió, mưa, tia UV,…). Ngoài ra, lớp ngoài cũng giúp ngăn ngừa rò rỉ khí LNG ra môi trường, và là lớp trung gian để gắn các thiết bị an toàn như van an toàn, cảm biến áp suất, cảm biến nhiệt độ,…
Khoảng Chân Không Cách Nhiệt (Insulated Vacuum Layer)
-
- Vị trí: Nằm giữa lớp trong và lớp ngoài.
- Cấu tạo:
-
-
- Hút chân không: Không gian này được hút chân không nhằm loại bỏ hoàn toàn không khí, từ đó giảm tối đa hiện tượng truyền nhiệt qua đối lưu và dẫn nhiệt.
- Vật liệu cách nhiệt: Thường được nạp thêm bột perlite (silicat nhôm thiên nhiên) hoặc vật liệu cách nhiệt siêu nhỏ (aerogel, foam cryogenic) để tăng khả năng cách nhiệt.
-
- Chức năng:
-
- Giữ cho nhiệt độ bên trong bồn không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường bên ngoài.
- Hạn chế sự bay hơi LNG, từ đó duy trì LNG ở trạng thái lỏng lâu hơn, giảm thất thoát và tăng hiệu quả lưu trữ.
Các Loại Bồn LNG Thường Gặp
Bồn Chứa LNG ISO
- Đặc điểm:
-
-
- Thiết kế theo chuẩn ISO, phù hợp cho vận chuyển quốc tế.
- Hình hộp chữ nhật, có thể xếp dỡ dễ dàng bằng container.
-
- Ứng dụng:
-
- Dùng để vận chuyển LNG bằng đường bộ, biển hoặc sắt.
- Thông số kỹ thuật cơ bản:
- Kích thước tiêu chuẩn: 20ft hoặc 40ft
- Chiều cao: 2.591 mm
- Trọng lượng cơ bản: 4.000 – 5.000 kg
- Tải trọng tối đa: 20.000 – 30.000 kg
- Tổng trọng lượng tối đa: 24.000 – 35.000 kg
- Ưu điểm:
-
- Dễ dàng vận chuyển và hoán đổi giữa các phương tiện.
- Phù hợp cho các đơn vị kinh doanh LNG nhỏ lẻ hoặc vận chuyển khu vực.
Bồn Chứa LNG Đứng Hai Lớp Chân Không Cách Nhiệt
- Đặc điểm: Gồm lớp trong bằng inox 304/316L, lớp ngoài bằng thép carbon và lớp cách nhiệt chân không ở giữa.
- Ứng dụng: Thường dùng trong trạm LNG công nghiệp, nhà máy điện, khu công nghiệp,…
- Ưu điểm: Khả năng giữ lạnh lâu dài, độ bền cao, phù hợp với môi trường công nghiệp khắc nghiệt.
Lợi Ích Khi Sử Dụng Bồn LNG
An Toàn và Bảo Mật
- Thiết kế chống rò rỉ, có các lớp bảo vệ và hệ thống báo động tự động.
- Đạt các tiêu chuẩn quốc tế như ISO, ASME, TCVN.
Lưu Trữ và Vận Chuyển Hiệu Quả
- LNG hóa lỏng giúp giảm diện tích và khối lượng lưu trữ so với khí nén.
- Hệ thống vận chuyển LNG được tích hợp dễ dàng vào chuỗi cung ứng.
Đảm Bảo Nguồn Cung Năng Lượng
- Giải pháp tối ưu cho các khu vực chưa có hệ thống đường ống khí tự nhiên.
- Đảm bảo cung cấp liên tục cho các nhà máy, trạm điện, xưởng sản xuất.
Các Yếu Tố Cần Cân Nhắc Khi Lựa Chọn và Lắp Đặt Bồn LNG
An Toàn
- Tiêu chuẩn và quy định: Tuân thủ ASME, ISO, TCVN 8666,…
- Vị trí lắp đặt: Xa khu dân cư, dễ tiếp cận xe chở LNG.
- Hệ thống an toàn: Trang bị cảm biến, báo cháy, thông gió, chống sét.
- Đào tạo nhân viên: Đội ngũ vận hành cần được đào tạo chuyên môn, có chứng chỉ PCCC.
Kỹ Thuật
- Vật liệu: Thép không gỉ hoặc thép carbon chuyên dụng.
- Cách nhiệt: Hệ thống chân không, sử dụng bột perlite hoặc vật liệu siêu cách nhiệt.
- Thiết kế bồn: Đáp ứng khả năng chịu áp suất, không rò rỉ, độ bền cao.
- Hệ thống phụ trợ: Bao gồm hóa hơi, giảm áp, đo lường và van an toàn.
Vận Hành
- Quy trình vận hành: Chuẩn hóa các bước nạp, xả LNG, bảo trì, khẩn cấp.
- Bảo trì: Kiểm tra định kỳ lớp cách nhiệt, hệ thống van, cảm biến.
- Giám sát: Áp dụng SCADA hoặc IoT để giám sát từ xa 24/7.
Các Yếu Tố Khác
- Khảo sát địa hình: Nền móng chắc chắn, không ngập úng, không sạt lở.
- Hệ thống điện – nước – chống sét: Lắp đặt đúng tiêu chuẩn PCCC.
- Phê duyệt pháp lý: Xin giấy phép môi trường, phòng cháy chữa cháy, nghiệm thu hoàn công.
Bồn chứa LNG là giải pháp tối ưu cho việc lưu trữ và vận chuyển khí thiên nhiên hóa lỏng một cách an toàn, hiệu quả và tiết kiệm. Với cấu tạo cách nhiệt hiện đại, khả năng chịu áp suất cao và đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt, bồn LNG ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và dân dụng. Nếu doanh nghiệp bạn đang tìm kiếm giải pháp lưu trữ LNG chất lượng, hãy liên hệ Metagas để được tư vấn và cung cấp sản phẩm phù hợp nhất.
