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。     

LNG储罐翻滚模拟及临界密度差

LNG储罐翻滚会给储罐的安全运行带来极大威胁。建立了LNG储罐翻滚的物理模型和数学模型,针对目前LNG接收站常用的16×104 m3储罐,利用Fluent软件进行了不同初始密度差下储罐内LNG翻滚过程的数值模拟,得到了LNG储罐内的翻滚随初始密度差的变化规律。研究结果表明:初始密度差越大,翻滚发生得越早,翻滚越剧烈。存在临界LNG密度差,当初始密度差小于临界密度差时,储罐内相邻两层LNG的混合过程较为平稳;当初始密度差大于临界密度差时,翻滚强度明显增大。提出并定义了翻滚系数,并以其作为判断储罐内LNG翻滚强度的判据,计算得到16×104 m3储罐的临界密度差区间为2~4 kg/m3。     

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。     

LNG储存中的安全问题

LNG的超低温、易燃易爆等特点,使其储存特性不同于一般的流体介质,在储存过程中必然遇到一些特殊的安全问题需要处理。阐述了LNG分层翻滚和间歇泉的形成机理和预防措施;介绍了LNG的安全充注流程及压力控制方法;分析了LNG低温特性可能引发的一系列安全问题,提出了必要的防护措施;讨论了LNG储罐区的安全问题,给出了较全面的安全与防火建议。（图1,参7）     

LNG接收站试运投产中储罐冷却的相关问题

大型常压LNG储罐是LNG接收站中非常重要的单元设备,其冷却过程是LNG接收站试运投产过程中风险最大、最难控制的一个环节.详细介绍了LNG接收站试运投产过程中LNG储罐的冷却过程,冷却前提条件及注意事项.分析讨论了LNG储罐冷却过程中储罐温度变化趋势、冷却喷淋流量、冷却速率及温度监测点最大温差等技术参数之间的相互联系.指出冷却过程容易出现管道变形受阻,管道法兰连接处泄漏,冷却流量控制不均造成储罐温降不均,以及火炬系统易产生积液等问题,给出相应的解决方法.研究成果可为其他LNG接收站试运投产过程中LNG储罐的冷却提供参考.     

大型LNG储罐氮气吹扫和干燥方案优化

对比了大型LNG储罐的几种氮气吹扫和干燥方案的优缺点,重点介绍了各方案干燥时间的长短、安全性及经济性.结合江苏LNG接收站储罐的氮气吹扫和干燥方案,通过干燥时间的理论计算,分析了LNG储罐干燥时间的主要影响因素,提出了优化方案.结果表明:若在液氮气化器后端增加一个功率为266 kW以上的氮气加热器,同时在控制储罐压力和温度的前提下适当增加氮气流量和注入压力,可缩短氮气吹扫和干燥时间.江苏LNG接收站储罐的氮气吹扫和干燥方案具有经济效益高、可操作性强、安全性高等优点.     

LNG接收站储罐配置

LNG接收站储罐的配置方案是LNG接收站设计的重要内容,储罐的容量和数量不仅决定了LNG接收站的规模,还直接影响LNG接收站投资和运行的经济性.概述了LNG接收站储罐容量的定义、计算方法及影响因素,举例分析了LNG船舶运输方案、不均匀用气及储备时间对LNG接收站储罐配置方案的影响.     

LNG储罐内BOG动态模拟研究

LNG储罐漏热引起的BOG蒸发速率、BOG压力(罐内压力)的运行控制是LNG接收终端正常运行的关键。通过对LNG储罐内流体热响应过程的分析,建立了储罐内流体的计算模型,开展了储罐热负荷、BOG排出速率对BOG蒸发速率和压力的影响的动态模拟分析,提出了BOG蒸发和排出速率控制的建议。     

LNG储罐内管道与维修梯一体化结构设计

常规的LNG储罐内管道与维修梯分体式设计安装方法施工复杂、造价较高,且因焊接扰动而增加了储罐主容器(内罐)发生泄漏的风险。通过对LNG内罐结构形式进行综合分析,提出一套LNG储罐内管道与维修梯一体化结构的设计方案:将管道作为承载构件,横向连接件及维修梯作为固定构件,相互辅助形成独立于内罐壁外的自支撑结构系统。根据LNG储罐设计中的典型极端工况,通过数值模拟分析方法对一体化结构系统进行了计算分析,基于容许应力法校核验证了一体化结构系统的安全性、可靠性。该系统可以实现罐内管道和维修梯的功能需求,且脱离了内罐壁板的侧向支撑,自成稳定结构体系,有效提高了储罐建造的经济性、安全可靠性,可为LNG储罐内一体化结构系统设计和安全可靠度分析提供理论指导。     

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。     

FDS软件对LNG储罐泄漏火灾后果的模拟

采用FDS火灾模型软件分析了在设定的LNG火灾场景下火焰的发展规律,以广州某燃气公司3个LNG储罐中的中间储罐为研究对象,设定火灾场景,建立LNG储罐区细化模型,对火势总体情况、温度场测量点、云图动画、等值面动画、热辐射以及烟气危险区域进行模拟分析.结果表明:火灾发生时,罐区总控室附近的温度远高于危险判断值,火灾发生30 s、110 s时的危险区域范围变化较大,烟气层温度高于180℃及烟气危险等区域均出现在储罐与总控室之间的有限范围内,在人员疏散过程中应远离面向火源侧的建筑墙面.     

液化天然气分层与翻滚模型研究进展

描述了国际上重大的LNG的翻滚事件,介绍了国内外关于LNG分层与翻滚的几个典型的数学模型和一些试验研究结果,分析了每个模型的长处与不足。针对LNG翻滚可能导致危险后果,提出了今后LNG储运过程中防止翻滚现象出现的理论和技术研究方向。     

LNG储罐温度场计算及影响因素分析

为了准确计算LNG储罐在不同工况下的温度场,基于ANSYS软件建立了全容式LNG储罐温度场数值计算模型,计算了稳态工况下储罐罐体的温度场分布,进而根据计算结果,对不同环境温度、液位高度、对流换热系数对储罐温度场分布的影响规律进行分析。模拟结果表明:环境温度对罐壁漏热量影响较大,环境风速对罐顶漏热量影响较大,液位高度对罐壁和罐底的漏热量有一定影响,环境风速对储罐整体漏热量影响不大,该模拟结果对全容式LNG储罐的结构设计与优化具有参考意义。     

液化天然气储存中的安全问题与应对措施

随着天然气在能源领域中地位的提高,居民用气量逐年增加,国内LNG项目的先后引进,逐步形成了沿海天然气网络,随之出现了一些安全问题.从建设、运行等方面分析了LNG接收站可能出现的安全问题,并对不同问题可能出现的后果进行了讨论,重点阐述了储罐压力控制、分层监测、泄漏与火灾的探测以及相关应急处理措施,保证了LNG接收站安全平稳运行.     

罐表系统在江苏LNG项目的应用与维护

Honerwell罐表系统首次在国内LNG项目中应用.系统介绍了该罐表系统的组成,描述了测量液位的伺服液位计及其附件的工作原理与应用维护,跟踪液位并可监控各个位置液体密度和温度的LTD的工作原理与维护事项,监控储罐表面温度和泄漏情况的电阻式温度检测器(Resistance Temperature Detector,RTD)、为保护储罐而设置的高液位报警、参与联锁控制的雷达液位计以及通讯传输线缆和数据转换设备等的应用.罐表系统在江苏LNG接收站的应用与维护经验可为国内其他LNG项目罐表系统的运行提供指导.     

用常压储罐和高压储罐联合储存LNG

介绍了液化天然气(LNG)升压后的自冷热力学特性,指出了LNG的储存方式及存在的问题.根据LNG的热力学特性,提出了利用高压储罐和常压储罐相结合的方法储存LNG.该方法需要的设备少、工艺简单、易于操作、投资少、适用范围广,是一种新型、有效的LNG储存方法,具有推广应用价值.     

爆炸荷载作用下LNG全容罐安全性优化设计

为了确保LNG储罐运行期间的安全性,对爆炸荷载作用下LNG全容罐结构安全性优化进行研究。建立了考虑储罐内液体晃动的储罐爆炸分析有限元模型,采用冲击和对流弹簧-质点模型模拟LNG的晃动形态;对储罐进行时程分析,确定储罐结构的动态响应;采用M-N曲线对储罐安全性进行分析,并对不满足安全性要求的情况提出解决方案,对LNG全容罐抗爆能力进行优化设计。研究结果表明:在爆炸荷载作用下,LNG全容罐结构响应呈周期性衰减趋势,爆炸主要影响区域位于储罐穹顶与外墙连接处,且对环向安全性的影响大于径向;降低爆炸荷载峰值压力和增加构件配筋,均能有效提高LNG全容罐的安全性。(图12,表2,参20)     

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。     

大型LNG储罐试桩设计方法的中欧规范差异

以深圳LNG储罐试桩工程为工程背景,依据欧洲LNG储罐设计规范对深圳LNG储罐试桩最大加载量进行正确选取,并以在中国规范下对试桩最大加载量进行比较分析,借此将与LNG储罐设计与施工相关的中欧规范衔接,总结了欧洲规范下LNG储罐试桩最大加载量的选取方法,即对比LNG储罐在正常操作工况下单桩受力(无地震)的2倍、OBE工况下单桩受力的2倍以及SSE工况下单桩的受力,取三者中最大值作为LNG储罐试桩最大加载量;结合中国相关规范对LNG储罐试桩最大加载量进行解析,初步提出了国内规范计算OBE、SSE工况下桩力的可参考公式,解析过程中体现了两种规范对LNG储罐桩基础设计的相通性。