(二) LNG储罐的充注对于任何需要充注LNG或其他可燃介质的储罐(或管路)，如果储罐(或管路)中是空气，不能直接输入LNG，需要对储罐(或管路)进行惰化处理，避免形成天然气与空气的混合物。如，储罐(包括管路系统)在首次充注LNG之前和LNG储罐在需要进行内部检修时，修理人员进去作业之前，也不能直接将空气充如充满天然气的储罐内，而是在停止使用以后，先向储罐内充如惰化气体，然后再充入空气，操作人员方能进入储罐内进行检修。惰化的目的是要用惰性气体将储罐内和管路系统内的空气或天然气置换出来，然后才能充注苛燃介质。
储罐在首次充注LNG之前，必须经过惰化处理，惰化处理是将惰性气体置换储罐内的空气，使罐内的气体中的含氧量达到安全的要求。用于惰化的惰性气体，可以是氮气、二氧化碳等。通常可以用液态氮或液态二氧化碳气化来产生惰性气体。LNG船上则设置惰性气体发生装置。通常采用变压吸附、氨气裂解和燃油燃烧分离等方法制取惰性气体。
充注LNG之前，还有必要用LNG蒸气将储罐中的惰性气体置换出来，这个过程称为纯化。具体方法是用气化器将LNG气化并加热至常温状态，然后送入储罐，将储罐中的惰性气体置换出来，使储罐中不存在其他气体。纯化工作完成之后，方可进入冷却降温和LNG的加注过程。为了使惰化效果更好，惰化时需要考虑惰性气体密度与储罐内空气或可燃气体的密度，以确定正确的送气部位。天然气各组分与空气的相对密度见表4-10。
表4-10 天然气各组分与空气的相对密度
介质名称 | 相对分子质量 | 相对密度 | 着火温度/℃ | 燃烧范围/% |
甲烷 | 16 | O.55 | 632 | 5～15 |
乙烷 | 30 | 1.04 | 472 | 3～12.5 |
丙烷 | 44 | 1.52 | 492 | 2.2～9.5 |
丁烷 | 58 | 2.Ol | 408 | 1.9～8.5 |
有关LNG的管路等设备也同样需要进行惰化处理，处理方法是一样的。
(三) LNG储罐的最大充装容量
低温液化气体储罐必须留有一定的空间，作为介质受热膨胀之用，不得将储罐充满。充灌低温液体的数量与介质特性，与设计的工作压力有关，LNG储罐的最大充注量对安全储存有着非常密切的关系。考虑到液体受热后的体积将会膨胀，可能引起液位超高，而液位超高容易引起LNG溢出，因此，必须留有一定的空间。究竟留多大的膨胀空间，需要根据储罐安全排放阀的设定压力和充注时LNG的具体情况来确定。根据图4-10[5]，可查出LNG的最大充装量。如果LNG储罐的最大许用工作压力为0.48MPa，充装时的压力为0.14MPa，则根据图4-10查得最大装填容积是储罐有效容积的94.3%。
LNG充灌数量主要通过储罐内的液位来控制。在LNG储罐中设置了液位指示装置，是观测储罐内部液位的“眼睛”，对储罐的安全至关重要。液化天然气储罐应当装备有两套独立的液位测量装置。在选择测量装置时，应考虑密度变化对液位的影响。液位计的更换应在不影响储罐正常运行的情况下进行。以保证随时可以对储罐内的液位进行检测。
除了液位测量装置以外，储罐还应装备高液位报警器，使操作人员有充足的时间停止充注，不致于使液位超过允许的最大液位高度。报警器应安装在操作人员能够听到的地方。
NFPA 59A[6]规定：对于容量比较小的储罐(265m3以下)，允许装备一个液位测试阀门来代替高液位报警器，通过人工手动的方法来控制，当液位达到液位测试阀门时，手动切断进料。
(四) LNG储罐的压力控制
LNG储罐的内部压力控制是最重要的防护措施之一，必须控制在允许的压力范围之内。罐内压力过高或过低(出现负压)，对储罐都是潜在的危险。影响储罐压力的因素很多，诸如热量进入引起液体的蒸发、充注期间液体的快速闪蒸、大气压下降或错误操作，都可能引起罐内压力上升。另外，如果以非常快的速度从储罐向外排液或抽气，有可能使罐内形成负压。
LNG储罐内压力的形成主要是液态天然气受热引起蒸发所致，过多的蒸发气体(BOG)会使储罐内的压力上升。必须有可靠的压力控制装置和保护装置来保障储罐的安全。使罐内的压力在允许范围之内。在正常操作时，压力控制装置将储罐内过多的蒸发气体输送到供气管网、再液化系统或燃料供应系统。但在蒸发气体骤增或外部无法消耗这些蒸发气体的意外情况下，压力安全保护装置应能自动开启，将蒸发气体送到火炬燃烧或放空。因此，LNG储罐的安全保护装置必须具备足够的排放能力。
此外，有些储罐还应安装有真空安全装置。真空安全装置能感受储罐内的压力和当地的大气压，能够判断罐内是否出现真空。如果出现真空，安全装置应能及时地向储罐内部补充LNG蒸气。
安全保护装置(安全阀)不仅用于LNG储罐的防护，在LNG系统中，LNG管路、LNG泵、气化器等所有有可能产生超压的地方，都应该安装足够的安全阀0安全阀的排放能力应满足设计条件下的排放要求。
安全排放装置所需的排放能力按下式计算：
式中qv——相对于空气的流量(15.5℃，101.35kPa)，m3/h；
ф——总热流量，kW；
γ——储存液体的气化相变焓，kJ/kg；
T—气体在安全阀进口处的热力学温度，K；
M——气体的相对分子质量。
为了维修或其他目的，在安全阀和储罐之间安装有截止阀，将LNG储罐和压力安全阀、真空安全阀等隔开。但截止阀必须处在全开位置，并有锁定装置和铅封。只有在安全阀需要检修时，截止阀才能关闭，而且必须由有资质的专管人员操作。
(五) 储罐的安全防护
储罐的安全防护系统除了压力控制以外，LNG储罐应配备密度检测设备来监控层化和潜在的翻滚问题，以便操作员尽早采取措施。储罐内壁和罐底应设有温度仪表(RTD)来监测温度情况。为了储罐的安全，所有进出口管线均在罐顶，特别注意LNG储罐的附属仪表系统，应设置足够的报警和停机装置，以确保储罐的安全。
三、分层的防止
防止分层的出现是确保液化天然气储存安全的重要手段。通过测量液化天然气储槽内垂直方向上的温度和密度来确定是否存在分层。一般情况下，当液层之间的温差大于0.2K，密度大于0.5kg/m3时，即认为发生了分层。为了防止储罐内液化天然气分层，常用的措施有：
(1) 采用正确的装液程序。所装液化天然气密度大于罐内残存LNG时，应采用顶装法；小于罐内残存液体时，采用底装法。密度相近时也采用底装法。在条件允许时，将两批密度差别较大的LNG储存于不同的储罐。
(2) 在液化天然气生产中，严格控制氮含量不得超过规定的含量(如1%)。
(3) 采用混合喷嘴进液。为使新装入的液化天然气与罐内不同密度的剩余液体充分混合，可在罐底加进液喷嘴，还必须使喷嘴喷出的液体能够达到液面，并确保在湍流喷射扰动下有足够长的时间使两种液体混合均匀。经喷嘴进罐的液化天然气量至少为储罐内剩余液量的10倍。
(4) 通过多喷嘴进液。采用沿管长方向有多个喷嘴的立管将液化天然气装入储罐内，使进入储罐的液体与罐内原有的液体均匀混合。
(5) 采用搅拌器搅拌。LNG储罐有的设有专门搅拌器搅拌液体防止分层，但在罐内搅拌会引起LNG蒸发量的增加。实践证明，快速抽出部分罐内液体是一种消除分层的方法。
(6) 采用潜液泵再循环。用潜液泵将罐内液体增压后，经设在罐底部的喷嘴循环进入罐内，使罐内液体均匀。
采用上述措施后，仍可能发生翻滚和产生大量蒸气。为此，LNG储罐设计中应考虑：增大安全泄压阀的排放能力，增大储存系统处理释放蒸气的能力，增大储罐设计压力和工作压力的比值等。
参考文献
3 冯叔初，郭揆常.油气集输与矿场加工.中国石油大学出版社，2006
4 GB/T 19204—2003液化天然气的一般特性
5 顾安忠等.液化天然气技术.北京：机械工业出版社，2004
6 NFPA 59A Standard for the Production，Storage and Handling of Liquefied Natural Gas(LNG)2001 Edition
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