LNG低温储罐预冷技术研究

LNG低温储罐是整个LNG接收站中最重要的设备,具有投资额度大、施工周期长等特点。在储罐投用前的预冷是最为关键的调试工作,储罐冷却危险性大,控制难度高。以实际的大型LNG低温储罐为例,介绍了储罐机械完工后的主要调试工作,重点阐述了储罐预冷相关技术,包括冷却方法、冷却系统、喷嘴选型、冷却喷淋量计算、前提条件、预冷过程等内容。     

LNG储罐预冷小结

本文介绍了LNG的性质、LNG储罐的结构以及预冷过程的操作步骤,较好的保护了设备的使用寿命。     

LNG站预冷技术初探

本文以广东省佛山市天然气管网公司LNG气化站预冷投产的工程实践为基础，详细总结和阐述了LNG气化站预冷置换方案、操作中的经验处理、关键技术参数以及应注意的事项等。     

大型LNG储罐外罐环向预应力筋布置优化

大型LNG(液化天然气)储罐的外罐采用预应力混凝土结构,用来负责收集由于偶然原因从內罐中渗漏出的液化天然气。內罐在泄漏状态下内力分布和变形较为复杂。我国LNG事业起步较晚,国内对大型LNG储罐外罐的研究较少,尚不能完全自主设计大型LNG预应力储罐。为打破大型LNG储罐国外技术垄断,实现国内自主设计提供理论依据,以某16万m3LNG储罐为例,应用大型有限元软件ANSYS对內罐泄漏状态下的外罐进行有限元分析。根据內罐泄漏状态下外罐应力和变形规律,逐步优化外罐环向预应力筋配置。最终提出合理的环向预应力筋布置方案。     

远洋秋刀鱼/鱿鱼钓船油改气的LNG储罐设计

根据77 m秋刀鱼/鱿鱼钓船的特定作业工况进行了油改气的LNG储罐设计。综合考虑国际油气价格、船舶空间、船舶稳性等因素,对油改气后LNG储罐容量、内压容器、外压容器、绝热结构以及支撑结构进行了详尽设计。依据压力容器规范与船舶规范对设计储罐强度与稳定性作了严谨细致的计算与分析。结合中国船级社《天然气燃料动力船舶规范》将储罐模拟布置在母型船上,对远洋渔船油改气的LNG储罐提供了设计方案。     

LNG储气罐的地震设计反应谱

 对于液化天然气储罐,关注的重点往往是安全性与经济考量之间的怎样取得一个平衡,就大陆的石化工程而言,依据怎样的标准既满足社会对工程安全的期待值,又符合液化天然气储罐的结构特点和场地特征,一直是个重要的课题。重点介绍了对于液化天然气储罐这类结构的在设计中的运行基准地震水平(OBE)和安全停机地震水平(SSE)的确定。以曹妃店岛的LNG项目为例,介绍了液化天然气储罐所采用的地震设计反应谱。     

液化天然气翻滚临界密度差的数值研究

液化天然气（Liquefied Natural Gas,LNG）在充装和储运过程中,密度差分层现象易导致翻滚行为,对LNG储罐安全造成极大威胁。当初始密度差小于临界密度差时,储罐内相邻两层LNG的混合过程较平稳;当初始密度差大于临界密度差时,LNG翻滚强度显著增大,混合过程趋于剧烈。因此,研究不同罐容储罐的翻滚现象与临界密度差之间的联系尤为重要。本文采用商业数值软件FLUENT分别对5,000、10,000、30,000、50,000、80,000、100,000、120,000和160,000 m3储罐内分层LNG的翻滚现象进行数值分析,获得多罐容LNG储罐内的翻滚现象随初始密度差的变化规律,并确定各罐容的临界密度差范围。研究发现：LNG翻滚流速随着分层初始密度差的增加而增加,初始密度差是影响LNG翻滚的直接原因;同时,LNG翻滚的最大速度与初始密度差呈线性关系,即：当初始密度差越大,翻滚时最大速度越大,表征翻滚越剧烈,该线性关系式中的系数并非定值,其大小与储罐高度和直径等尺寸参数相关;此外,LNG发生翻滚时存在临界密度差,与储罐直径满足二次方函数关系,临界密度差随着储罐直径的增大而减小,分层的LNG达到临界密度差而更易发生剧烈翻滚现象;最后,本研究针对不同储罐罐容,提出临界密度差区间,且大容量的储罐装载分层LNG时更易产生翻滚现象。     

天然气液化技术的研究

针对青海天然气甲烷质量分数高的特点,选用带丙烷预冷的混合制冷剂循环,并基于LKP状态方程,在对各单元设备进行分析计算的基础上,对天然气液化全流程进行了热力计算.结果表明:液化率达0.823,单位LNG能耗为1.863kW·h/kg.该流程在西部天然气液化中可优先考虑.     

浮式液化天然气生产储卸装置重气泄漏扩散模拟分析

为了研究浮式液化天然气（FLNG）生产储卸装置的甲板上部区域储罐发生泄漏后的扩散后果,建立了FLNG装置甲板上部区域的泄漏扩散模型,并利用计算流体力学（CFD）技术对其进行了液化天然气（LNG）重气泄漏的扩散模拟,得到了扩散后的区域影响结果,模拟结果满足重气扩散过程的堆积理论和低压卷吸理论．结果表明：该模型和模拟方法能够在一定程度上反映LNG泄漏扩散的真实物理情况,当离生活区最远储罐的前表面发生泄漏后,其泄漏范围不会扩散到生活区,对生活区没有影响;而当位于FLNG中部附近的储罐前表面发生泄漏后,在动力区建筑物的影响下,生活区背风处会形成低压空腔区,且该区域的LNG浓度较高．     

夹层橡胶垫隔震液化天然气储罐地震响应分析

采用夹层橡胶垫作为LNG储罐的隔震装置,对LNG储罐在隔震前后的地震响应进行有限元分析。计算了隔震前后LNG储罐外壁在ElCentro波、Taft波和天津波作用下的地震响应。对模态、位移和加速度进行对比分析,得出了夹层橡胶垫隔震装置对LNG储罐的隔震效果。     

夹层橡胶垫隔震预应力液化天然气储罐地震响应分析

采用夹层橡胶垫作为LNG储罐的隔震装置,对LNG储罐在隔震前后的地震响应进行有限元分析.计算了隔震前后LNG储罐外壁在El Centro波、Taft波和天津波作用下的地震响应.对模态、位移和加速度进行对比分析,得出了夹层橡胶垫隔震装置对LNG储罐的隔震效果.     

LNG储罐内翻滚模型及翻滚现象的数值模拟研究

LNG的翻滚现象是LNG安全储存的重大隐患。目前对LNG储罐内翻滚发生的机理及过程还缺乏深入的研究。建立了LNG储罐内翻滚的物理模型和数学模型,并利用Fluent软件对密度差为0.5 kg/m3的5 000 m3储罐进行了数值模拟,清楚演示了储罐内发生翻滚的过程。研究表明:在重力的作用下,储罐内不同分层间由于密度差的存在,分层间的LNG会发生剧烈混合现象,即翻滚。通过模拟计算和分析,可以为储罐设计和实际生产操作提供依据。     

氟利昂预冷双氮膨胀液化工艺动态仿真与验证

为了研究带预冷的双氮膨胀液化工艺的动态特性,在小型撬装液化实验装置基础上建立相应的工艺动态模型,对电磁阀的流量系数进行微调,以适应蒸发器热负荷的变化;对压缩机控制与启动、预冷机组能量调节、LNG节流控制等实验工况进行仿真,并与实验结果进行对比。结果表明:氮气压缩机的控制与启动与实验测试结果一致,验证了压缩机控制动态模型的准确性;预冷机组能量调节受电磁阀流量系数的影响。LNG节流阀串级控制有效克服了温度响应的滞后,提高了控制质量。动态仿真可优化天然气液化工艺设计,指导设备的操作和运行,提高装置的安全性。     

考虑多米诺效应的LNG储罐区池火灾风险分析

针对目前对LNG储罐的风险分析多数仅以单个储罐为研究对象,鲜有考虑储罐间的相互影响这一研究现状,提出将多米诺效应分析引入到LNG储罐区的风险分析当中。首先,对单个LNG储罐进行风险分析;其次,运用固体火焰模型计算各目标储罐接收的热辐射量,求得多米诺效应失效概率,进而对LNG储罐区池火灾进行风险分析;最后,绘制个人风险等值线图,将考虑多米诺效应前后的风险进行对比。实例分析表明,考虑了多米诺效应风险后,储罐区的风险要明显增大。     

考虑多米诺效应的液化天然气储罐区池火灾风险分析

针对目前对LNG储罐的风险分析多数仅以单个储罐为研究对象,鲜有考虑储罐间的相互影响这一研究现状。提出将多米诺效应分析引入到LNG储罐区的风险分析当中。首先,对单个LNG储罐进行风险分析;其次,运用固体火焰模型计算各目标储罐接收的热辐射量,求得多米诺效应失效概率,进而对LNG储罐区池火灾进行风险分析;最后,绘制个人风险等值线图,将考虑多米诺效应前后的风险进行对比。实例分析表明,考虑了多米诺效应风险后,储罐区的风险要明显增大。     

FLNG液化系统动态特性分析

对浮式液化天然气(FLNG)液化系统中丙烷预冷氮膨胀制冷循环的主要设备建立动态模型,以模拟的液化流程参数为初始参数,对丙烷预冷氮膨胀制冷循环在不同扰动形式下进行动态模拟。结果表明:FLNG制冷系统具有很强的惯性特性,并且对海洋晃动的反应非常明显;对同样信号形式,丙烷预冷剂扰动对LNG出口温度响应强度较小、跟踪误差大,同时响应时间比氮气扰动时响应时间短。     

FLNG液化系统动态特性分析

对浮式液化天然气(FLNG)液化系统中丙烷预冷氮膨胀制冷循环的主要设备建立动态模型,以模拟的液化流程参数为初始参数,对丙烷预冷氮膨胀制冷循环在不同扰动形式下进行动态模拟。结果表明:FLNG制冷系统具有很强的惯性特性,并且对海洋晃动的反应非常明显;对同样信号形式,丙烷预冷剂扰动对LNG出口温度响应强度较小、跟踪误差大,同时响应时间比氮气扰动时响应时间短。     

LNG储罐区BLEVE爆炸危险性分析及扑救对策

综合SFPE推荐的火球热辐射计算模型,结合热辐射伤害破坏准则,分析了LNG储罐区发生沸腾液体扩展蒸气爆炸的危险性,应用该方法计算分析了某LNG站发生沸腾液体扩展蒸气爆炸时的伤害破坏范围。根据计算分析结果,液化天然气罐区一旦发生沸腾液体扩展蒸气爆炸事故将对周围的人员及设备带来毁灭性的破坏,应采取措施杜绝液化天然气泄漏事故的发生,同时,提出了人员及装备的安全距离。     

浅谈液化天然气气化站的建设

介绍了LNG气化站的工艺流程,对LNG气化站建设的工艺作了主要论述,并介绍了LNG气化站投产前的预冷置换。     

影响天然气液化的工艺参数分析

分析天然气的液化率与LNG的储存温度和压力、天然气节流前温度、天然气压力以及高低压制冷剂压力、温度等参数的关系,归纳出影响液化率的关键因素。研究得出降低储存温度和增加储存压力都可以提高天然气的液化率。混合制冷剂中甲烷含量对液化流程性能的影响：随着甲烷含量的增加,混合制冷剂流量、压缩机功耗、冷却水带走热量和丙烷预冷量均增加。