天然气的地下岩洞储存

胡德新

摘要：介绍了非衬砌地下岩洞储库储存液化石油气（LPG）的方式，并列举了国内LPG地下岩洞储库建设和运营的成功案例。概述了天然气的两种主要储存方式——压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG），着重介绍了在建造LNG地下岩洞储库方面失败和成功的经验教训，讨论了衬砌结构的组成和围岩冰环闭气系统的作用过程。结合2001年韩国大田第一座衬砌水封LNG地下岩洞试验库的建造和运营资料，介绍了这种先进储存方式的建造原理，提出了LNG地下岩洞储存与LPG地下岩洞储存的差异所在。

主题词：水封地下岩洞；地下储气库；LPG；LNG；储存；韩国大田

1 液化石油气的储存

过去三十年，液化石油气（LPG）被成功地储存在非衬砌地下岩洞中。LPG在常温、常压状态下为气体，加压或冷冻可转变为液体，可采用低温常压（冷藏）或常温高压（压力）的两种储存方式，但后者居多。当地下水位稳定，储洞埋设深度每增加10 m，即增加0.1 MPa的水压。如在20°C的岩体内储存丙烷，只需洞室所处地下水压大于丙烷蒸汽压（0.84 MPa）。在这一深度内，围岩渗水压比丙烷蒸汽压大，LPG就不会向外渗漏。1999年和2002年我国分别在汕头和宁波建成两座水封岩洞LPG储库，目前山东青岛等地的LPG地下洞库也在建设中，均采用常温压力储存方式（图1）。随着地下水封岩洞LPG储库的成功开发，以及液化天然气的市场需求大幅增加，人们开始对液化天然气（LNG）的地下岩洞存储方式进行试验研究。

图1 地下水封LPG储库原理示意图

天然气的地下岩洞储存