LNG分层翻滚事故可预测性与盐水模化实验

根据LNG分层翻滚的温度信号涨落,利用互信息函数和小数据量的Rosenstein算法,计算了翻滚事故样本的时间延迟、嵌入维数以及最大Lyapunov指数,得到了事故的最大可预测时间;基于盐水与LNG分层、传热以及对流过程的相似性分析,建立了盐水模化实验系统,以模拟储罐分层翻滚时的密度场。通过实验,得到了LNG分层形成的条件、翻滚发生的时间、初始密度差、充注速度和漏热等因素对分层翻滚事故的影响。实验证明:当初始密度差为17.2kg/m3,漏热为3.9W/m2时,翻滚发生的时间为28h,这一结论与液化天然气储槽中进行的翻滚实验数据相吻合。     

大型LNG储罐翻滚的影响因素

研究LNG的翻滚机理,根据LNG的储存状态对LNG在储罐中的翻滚做出准确判断对LNG翻滚的预防有着重要意义。建立了LNG储罐的翻滚模型,并利用FluentTM软件,通过模拟储罐的翻滚过程研究了储罐的初始密度差、分层高度、储罐罐容对LNG翻滚的影响。结果表明:储罐中LNG分层间的初始密度差越大,罐容越大,储罐发生翻滚的时间越早,储罐翻滚越剧烈;相反,储罐中的分层高度越大,由于分层高度使储罐相邻两分层之间的黏滞力增大,储罐翻滚越不易发生,翻滚持续时间越长。通过分析储罐翻滚的影响因素,可以更全面地对LNG翻滚做出预防,保证储罐运行安全。     

大型LNG储罐静态日蒸发率的计算方法

大型LNG储罐通常在微正压低温条件运行,无论静态还是动态工况运行,环境热量漏入均会导致LNG闪蒸气化,造成气损,增加生产成本,并有可能造成LNG分层而发生翻滚,使罐内压力上升带来安全威胁。根据大型LNG储罐的结构特征,给出了较为简便的日蒸发率计算方法;提出了光照对储罐漏热量的影响,并给出不同条件下储罐表面温度的简便计算公式。将该计算方法应用于某16×104 m3的LNG储罐日蒸发率计算,其计算结果达到大型LNG储罐蒸发率的通用要求;运用液位差间接法对储罐实际蒸发量进行了计算,其结果与上述简便公式计算值较为一致。该简便计算方法可为LNG储罐保冷设计、施工及生产过程中的绝热性能衡量提供较为准确的分析方法和依据。     

全容式LNG储罐内罐泄漏源模型

基于实际工程设计工作的需要,研究了全容式LNG储罐内罐泄漏动态过程的特点,建立了描述内罐泄漏动态过程的泄漏源模型,推导了基于泄漏孔位置的泄漏液体液位高度与泄漏持续时间关系的方程。以某16×104m3的LNG储罐为例,进行了不同泄漏工况的计算与分析,结果表明:全容式LNG储罐内罐泄漏最不利的情况是内罐底部出现破裂,此时,液体泄漏到环形空间的时间最短。     

液化天然气储罐LNG的翻滚机理和预防措施

液化天然气的储存温度和组分变化会引起蒸发、分层、翻滚等诸多问题.对于连续生产运营的调峰型LNG接收站,LNG储罐不会倒空存储LNG.充装密度和温度不同的LNG一段时间后,一旦储罐内LNG分层,时间较长就容易发生翻滚,对储罐的安全造成极大威胁.分析了储罐内LNG的翻滚机理、产生原因及其危害,提出了一系列监测、预防措施和消除分层的方法.     

温降速率对LNG储罐预冷影响的数值模拟

LNG储罐在投产前需要进行调试,其中LNG储罐预冷是最重要的环节。采用MATLAB软件,建立16×104 m3地上全容式常压LNG储罐预冷模型,研究预冷过程中LNG喷淋量、BOG排放量、储罐压力、LNG气化率及温降速率的变化规律对LNG储罐预冷的影响。研究结果表明:在恒定温降速率下,LNG喷淋流量逐渐增加、BOG排放流量及储罐压力先增后减、LNG气化率仅在预冷后期逐渐降低;随着温降速率增大,LNG喷淋流量、BOG排放流量及罐内压力均增加,但LNG喷淋总量及BOG排放总量减小,LNG气化率仅在预冷后期随温降速率增大而增大;在温降速率超过3 K/h后,对LNG储罐预冷影响较小;在对LNG储罐进行预冷分析时,太阳辐射的影响不可忽略。为了保障LNG储罐投产工作的顺利开展,建议在预冷前期,将温降速度控制在1 K/h之内;在预冷后期,为提高LNG冷量利用率,应增大温降速率,将平均温降速率控制在2～3 K/h。经过实例验证,LNG储罐预冷模型模拟误差均小于10%,可以满足工程应用要求,对于LNG储罐实际预冷过程、预冷方案设计及预冷参数优化具有参考意义。(图2,表2,参20)     

大型LNG储罐预应力筋张拉数值模拟与优化

大型液化天然气(LNG)储罐外罐负责抵抗内罐可能受到的外部冲击,并收集由于偶然原因从内罐渗漏的LNG,为了确保预应力混凝土外罐具有良好的气密性、液密性和强度,得到合理的预应力筋张拉方案,降低预应力筋张拉失败的风险,以某16×104 m3 LNG储罐为例,利用ANSYS软件建立外罐混凝土和预应力筋模型,分析4种不同预应力筋张拉方案混凝土外罐的应力及变形规律.数值模拟结果表明:当预应力筋张拉结束时,混凝土外罐在4种张拉方案下的最大变形量基本相同,最大变形出现在水平预应力筋张拉结束时,且以径向变形为主,方案三变形发展相对缓慢,在现场张拉施工作业中,为了避免引起外罐产生附加内力,建议先张拉竖向预应力筋再张拉水平预应力筋.     

隔震LNG储罐的地震响应及经济分析

以山东青岛市董家口某16×104 m3大型LNG预应力混凝土储罐为研究对象,利用ADINA建立大型LNG储罐的有限元模型,采用夹层橡胶垫作为储罐的隔震装置,对隔震储罐进行地震响应分析,对比分析隔震前后储罐内外罐的地震响应,考虑夹层橡胶支座参数第二形状系数对储罐地震响应的影响,并对LNG储罐隔震后的经济效益进行初步分析。研究结果表明:夹层橡胶支座即隔震装置不但能够有效地控制储罐内外罐的地震响应,而且可以产生良好的经济效益,但是,夹层橡胶支座第二形状系数的改变对减震率的影响很小。研究成果对于更详细地了解隔震储罐的地震响应具有重要的工程意义,且对夹层橡胶支座的生产参数的选择和设定也具有很好的借鉴意义。     

大型原油储罐的有限元强度分析

采用有限元分析方法对12.5×104m3大型外浮顶式原油储罐在水压试验时的工况进行了分析,得到了储罐各部位的应力分布.借鉴压力容器分析设计标准进行了应力评定,结果表明,储罐在最高液位下可以安全运行.     

大型储罐底圈罐壁轴向应力的计算

为了便于钢制焊接储罐设计人员合理地选取设计规范进行储罐罐壁抗震计算,简要介绍了储罐设计规范GB 50341-2003、API 650-2013中底圈罐壁最大轴向应力和底圈罐壁许用临界应力的计算方法。分别对15×104 m3、10×104 m3双盘式浮顶油罐进行了底圈罐壁最大轴向应力、底圈罐壁许用临界应力的计算,结果表明:在计算底圈罐壁最大轴向应力时,GB 50341-2003与API 650-2013的计算结果相同;GB 50341-2003与API 650-2013在计算底圈罐壁许用临界应力方面都是安全的,但GB 50341-2003在确定罐壁许用临界应力方面相对保守。GB 50341-2003与API 650-2013中罐壁许用临界应力的计算公式可用一个公式来代替,当底圈罐壁最大轴向应力不大于底圈罐壁许用临界应力时,储罐底圈罐壁在地震作用下是安全的。     

大型全容LNG储罐BOR测试方法与计算

以16×104 m3大型全容液化天然气储罐为例,描述其结构,介绍其静态蒸发率(BOR)的测试原理,详细论述了测试过程中的热量计算方法,并根据实测经验,对测试过程中储罐的静置、静置前相关阀位的隔离设置、现场数据测量、测后数据处理及完成测试后流程恢复进行分析梳理,提出针对此类测试的相关工艺操作建议,最后对测试结果的影响因素进行探讨,可为以后该类LNG储罐BOR的测试提供参考.     

大型原油库火灾定量风险评价

分析了原油库防火堤内池火灾的多米诺事故场景,提出了其多米诺效应的定量风险评价步骤,包括初始事故识别方法,初始事故后果计算方法、储罐间多米诺效应损害概率矩阵、多米诺效应风险排序、初始事故概率修正、个人风险和安全距离等关键步骤。用矩阵的方法建立了储罐之间相互影响的损害矩阵概率模型,方便了编程计算多米诺效应概率。运用风险指数法辨识罐区储罐风险水平高低,简化了事故场景生成过程。结合10×104 m3储罐具体实例,运用池火灾事故后果模型和概率模型对池火灾事故场景进行分析。结果表明:位于罐区中心位置的储罐多米诺效应风险最大;考虑多米诺效应后,各个储罐池火灾初始事故概率均有提高;靠近事故罐中心位置,风险水平提高一个数量级,因此应考虑多米诺效应对储罐间安全防火距离的影响。     

LNG接收站不同运行参数下最小外输量的计算

投产初期LNG接收站的外输量较小,需要在最小外输量下运行;接收站主要起调峰作用,天然气外输需求不稳定,随时可能在最小外输量下运行,因而影响接收站的安全运行。分析了影响最小外输量的主要因素,由BWRS方程和能量、质量守恒定律,确定再冷凝器回收BOG所需的最小LNG流量,同时采用二分法确定运行SCV时的最小外输量。据此,以Force Control V7.0为平台,设计出LNG接收站不同参数下最小外输量的计算软件,并以大连LNG接收站实际运行参数验证其可靠性,计算结果表明:大连LNG接收站正常运行ORV的最小外输量为375.65×104 m3/d,运行SCV的最小外输量为322.82×104 m3/d,与实际运行数据380×104 m3/d和320×104 m3/d非常接近。     

LNG加气站BOG再液化工艺

为了减少LNG加气站中BOG直接放空造成的环境污染与能源浪费,以加气能力为1×104 m3/d的LNG加气站为例,计算BOG的日蒸发量,并使用HYSYS软件模拟适用于该LNG加气站的BOG再液化工艺流程,逐步优化制冷网格,计算该加气站BOG再液化所需的LNG流量。对于加气能力为1×104 m3/d的LNG加气站,增设1套BOG再液化装置(1台BOG压缩机、1个BOG缓冲罐、1台再冷凝器及1个调压阀),即可实现BOG的再液化。调节流程中各节点参数后得出:当过冷LNG的流量达到90 kg/h时,BOG完全冷凝。该BOG再液化流程利用LNG自身冷量冷凝BOG,并回注于LNG储罐中,不仅可提高BOG回收率,使其在LNG加气站中循环利用,保证罐内温度、压力在一定范围内,同时可有效地减少LNG冷能浪费。(图4,表7,参10)     

天然气运输方式的适用范围与经济性比较

为了研究管道运输(PNG)、LNG公路罐车及CNG公路罐车3种天然气运输方式的经济适用范围,分别对其进行了成本分析,建立了单位体积天然气运输成本的经验公式。基于经验公式,对3种运输方式的单位输气成本进行了比较,得到不同运输方式的经济运输临界曲线,直观地反映了不同运输距离和运输规模下最经济的运输方式:CNG公路罐车运输适用于小规模、短距离的天然气输送,最大输气量为16×104 m3/d,最大运输距离约为300 km;当运输距离超过236 km时,LNG公路罐车运输的经济性才可能优于CNG和PNG;PNG的规模效应最明显,单位体积输气成本随运输规模增大而下降最快。     

LNG储罐罐体结构与载荷的关联性

随着LNG产业的发展,LNG储罐日趋大型化,储罐的拱顶稳定性问题备受重视。为了研究罐体和罐体载荷对拱顶稳定性的影响,以容积为10 000 m3的LNG单容罐为例,采用有限元法对储罐拱顶稳定性进行罐体结构及载荷关联性分析。在进行结构关联性分析时,比较了不同约束下单独拱顶模型与含罐体的完整结构有限元模型的拱顶临界载荷,发现约束形式对拱顶刚度的影响较大,含罐体完整结构有限元模型能够给出对拱顶的实际位移约束,计算结果更为合理。在进行载荷关联性分析时,提出了一种分析计算方法,分析了罐体各种载荷工况对拱顶稳定性的影响,结果表明:罐体载荷降低了拱顶的稳定性,校核拱顶稳定性时应予以充分考虑。研究成果可为LNG储罐罐体稳定性研究提供理论基础。     

宁夏引黄灌区土壤盐渍化现状与地下水动态调控

综述了宁夏引黄灌区盐渍化土壤分布现状,讨论了土壤盐溃化与地下水临界深度的关系,确定了灌区地下水动态临界深度：解冻始-春灌始2．0-2．5m、春灌期1．5-2．0m、夏灌期1．2-1．5m、夏灌末-冬灌始2．5-3．0m、冬灌始-解冻始1．3～1．5m。提出进一步加强地下水埋深调控,完善灌排体系与防渗措施防治土壤盐渍化。     

船舶压载舱黑暗条件对青岛大扁藻种群的生态影响

为阐明船舶压载舱的黑暗密闭环境对绿藻生长的影响,以青岛大扁藻为模式生物,设置不同的初始密度(5 cells/m L、50 cells/m L、5×10~2cells/m L、5×10~3cells/m L和5×104~cells/m L),研究青岛大扁藻在黑暗条件下的相对生长抑制率及在不同生长期和初始密度处理下的种群响应。并对黑暗处理后的青岛大扁藻进行光照恢复研究,探索在不同的起始密度下,未经黑暗与经黑暗处理后的扁藻种群密度变化的差异。结果表明,经过黑暗处理的低密度(3 cells/m L)的青岛大扁藻在光恢复两周后仍然可以达到较高的种群密度水平(1×10~3);经黑暗处理的青岛大扁藻在光恢复初始密度为3及3×10~4cells/m L时的种群恢复能力较未经黑暗处理的弱,且存在显著差异(P0.05)。     

大型全包容式LNG储罐冷却投用技术

大型全包容式LNG储罐是目前国内LNG接收站广泛采用的一种罐型,此类储罐为内外两层,内罐采用Ni9钢,外罐采用钢筋混凝土,中间填充保冷材料,其投用技术比较复杂,而储罐冷却技术是其投用调试过程中风险最大、最难控制的一个环节。结合大连LNG接收站3#储罐冷却的整个流程,对大型全包容式LNG储罐进行了详细的描述,并结合数据进行分析讨论。总结了大型LNG储罐的冷却投用经验,为进一步完善优化LNG储罐冷却投用技术给出了指导性建议。     

江苏LNG接收站卸料速度与压力损失的关系

基于江苏LNG前11艘船的卸船数据,对江苏LNG卸料速度与压力损失的关系进行分析,并通过两者关系计算出江苏LNG接收站卸料的最大速度.对江苏LNG接收站卸船数据进行计算和处理,得出结论:卸船过程中,总压力损失△p主要由总管连接法兰到卸料臂后端压差和约3 000m卸料管道压降△p2构成.△p1主要包括船上连接法兰旁的过滤器摩阻△pf、短节(或变径)摩阻△pe和卸料臂摩阻△pa,通过拟合曲线和理论验证,此部分压力损失与卸料速度关系不明显,几乎保持不变.卸料管道压降△p2与卸料速度q相关,线性处理后得到△p2=0.026 q-201.2.管道末端罐底压力所受影响较小,维持在0.23～0.25 MPa范围内.根据压力损失及限制压力要求计算得到,对于14.5×104 m3标准船,最大卸料速度为12 100 m3/h; 26.7×104 m3的Q-MAX船最大卸速可达14 000 m3/h.