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。     

LNG卸料臂安装过程中的关键技术

LNG卸料臂是LNG接收站的关键设备,其安装是LNG接收站工程建设施工过程中的一个关键环节,直接关系整个工程建设的施工进度。介绍了德国SVT生产的LNG卸料臂的结构及设备组成,详细说明了LNG卸料臂各阶段的安装过程及技术方法,总结了卸料臂安装过程中的若干关键技术,包括卸料臂各部分的起吊及运输技术、卸料臂安装前的仓库及工作船码头组装技术、卸料臂内管的连接技术、三维旋转组件的安装技术、卸料臂配重块的定位及安装技术、卸料臂充氮保护及防雷接地技术等,强调了卸料臂安装过程中的注意事项。研究成果可为LNG接收站内LNG卸料臂的安装提供借鉴。     

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接收站蒸发气的发生与气量计算

介绍了LNG接收站储罐蒸发气的产生原因,以及不同条件下储罐蒸发气量的计算方法;对卸料和非卸料期间储罐的蒸发气量进行了计算;结合工程实际情况,提出了减少储罐蒸发气量的主要措施。     

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.     

LNG接收站扩建储罐工程预冷工艺方案设计及建议

与接收站同步投产的储罐相比，扩建储罐的预冷工艺具有较大差异。针对扩建储罐预冷工艺方案研究较少的问题，为积累理论和工程经验，以某大型沿海LNG接收站扩建储罐项目为例，结合该接收站工艺流程，分析扩建与新建储罐工程之间的差异，并对4种LNG填充方法进行适用性分析，开展扩建储罐预冷工艺方案设计，形成了预冷关键流程与工艺指标，包括卸料管道预冷、卸料管道填充、氮气置换、储罐预冷、储罐充液静置、低压外输管道预冷填充及排净管道预冷填充。实例应用结果表明：设计形成的预冷方案操作工艺简单，且储罐、管道温降速率符合标准要求，预冷成效良好。该项目预冷工艺对后续扩建储罐项目普适性较好，可为后续项目预冷方案编制、现场预冷操作及关键工艺指标选取提供借鉴和参考。（图5，表1，参23）     

卸料臂ERS系统与应急操作

LNG接收站接收、储存并气化LNG,具有储存量大,气化速度快,调峰方便等特点.而卸料臂是连接LNG船与接收站的纽带,物料通过卸料臂由船方汇管进入站内工艺管道.卸料臂ERS系统可以对卸料臂工作状态进行实时监控,并能在紧急情况下,自动控制卸料臂完成隔离、断开、收回等操作.介绍了卸料臂ERS(紧急脱离系统)的组成结构和工作原理,重点描述了ESD(紧急停车关断)时,各个部件在逻辑和结构上的动作原理,总结了紧急工况下卸料臂应急断开的操作方法,为卸料臂应急操作提供了必要的技术支持和操作建议.     

LNG卸料管道专用隧道的安全设计

介绍了国外2个陆上液化天然气(LNG)接收站采用LNG卸料管道专用隧道连接离岸卸船码头和LNG储罐区的案例:美国Cove Point LNG和日本Ohgishima LNG。基于这2条LNG管道专用隧道的情况,分析了广东某LNG项目卸料管道专用隧道的特点,提出其安全性设计需要重点考虑的5个要素:内部空间分区或隔离、充氮密封或强制通风、监控设施、防结冰措施、防止LNG不受控外溢。研究成果可为国内其它类似工程的设计和研究提供参考。     

LNG卸料管道穿堤布置方案的设计

LNG接收站防波堤、海堤的堤顶需通行车辆,因此LNG卸料管道穿越防波堤、海堤是其设计的难点,同时LNG的低温特性使其不能采用顶管、埋地敷设等常规管道的穿越方案。借鉴美国、日本采用海底和地下涵洞连接码头和储罐工程的实践经验,提出LNG卸料管道"堤顶箱涵"过堤方案:通过在堤顶道路设置钢筋混凝土箱涵,使LNG卸料管道在同一标高内平顺通过海堤,箱涵两侧设置4%坡道,满足平交道路车辆通行要求。实例应用结果表明:该方案既不影响堤顶道路通行和堤身稳定,又能保证LNG接收站工艺管道的正常运行及检修。同时,通过核算海堤的防潮设计水位,"堤顶箱涵"不影响海堤的防潮功能,可为面临同类问题的LNG接收站管道穿堤设计提供参考。     

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)     

10000m~3拱顶油罐顶板应力与腐蚀的分析

10 000 m~3拱顶油罐主要用于长输管道的中间泵站,其顶板为板架结构。当油罐吸油和排油时,罐内气体压力发生变化,致使顶板产生交变应力。这类油罐经十多年的使用后,发现顶板腐蚀破坏十分严重,有的已出现孔洞,其腐蚀位置主要分布在内外柱之间的环形带处。针对此问题,运用有限元法分析计算了该类油罐顶板在排油和吸油两种工况下的应力与变形规律,得出如下结论:在距中心柱10m左右(内外立柱之间)环形带处应力值最大,且两种工况时的交变应力幅值也最大,因而引起的应力腐蚀最为严重。这与顶板腐蚀破坏的实际情况相吻合,说明该类油罐顶板腐蚀破坏的主要原因是应力腐蚀,这一结论对该类油罐制定防腐措施、改进设计方案具有指导作用。     

液化天然气船到港接卸流程与优化

运输是LNG产业链中的一个重要环节,直接影响供应的稳定性与消费的经济性。船舶运输以其运距长、运力大、安全性高等特点一直在LNG运输中占据主导地位。结合大宗LNG国际贸易的特点,参考国内外相关标准与接收站操作规程,对LNG船到港接卸工艺、流程进行详细论述。根据目前在役的LNG船型,特别是国内已接船型的特点,对船、岸兼容性与各环节工艺设备选型与操作等进行了分析。针对LNG船在港卸货过程中存在的安全、技术及操作等问题,提出了切实可行的解决办法与优化措施,细化并完善了LNG接卸程序,可为国内外船运LNG到港接卸提供参考。     

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.     

LNG储罐优化数学模型及其应用

在LNG系统中,LNG储罐设施所占的投资比例较大,为节省投资,基于压力和蒸发率的关系对LNG储罐进行优化。相对于LNG单容罐,全容罐在经济和安全方面的优势更明显。介绍了LNG全容罐保温系统的组成和优化原理,提出通过调整保温层厚度代替储罐的增压系统进行罐内压力调节并达到高压储存的目的,在储罐安全的条件下,利用BOG压缩机对蒸发气进行再冷凝,实现LNG的循环利用。基于此,建立了LNG储罐优化数学模型,并利用VC＋＋语言编写计算程序对其求解,算例分析结果表明：该模型可行且适用于LNG系统的优化。     

液化天然气罐式集装箱公路运输经济性分析

介绍了我国液化天然气开发利用及其集装箱运输技术的发展现状,研究分析了液化天然气集装箱规格、运输距离和运输量等因素对运输费用和价格的影响,并得出了相应的规律.指出采用容量为40 m3液化天然气集装箱运输的液化天然气在一定范围内成本较低,与液化石油气等燃料相比,液化天然气不仅更清洁、高效,而且具有更好的经济性.     

冷冻液化石油气码头装卸工艺

结合冷冻液化石油气（ＬＰＧ）的储运特性及全制冷式液化石油气船舶货物装卸系统的特点,介绍了冷冻ＬＰＧ码头软接设施、冷冻ＬＰＧ的低温维护措施和冷冻ＬＰＧ装卸管道管材的选择,在卸船流程、扫线流程以及循环冷却流程方面对冷冻ＬＰＧ装卸工艺流程进行了分析说明。     

局部腐蚀管道的承载能力评估

根据管道在各种外载荷作用下的应力分布情况,结合有关标准,评估了局部腐蚀管道在内压、温度应力及两者联合作用下的承载能力,提出了相应的计算表达式。计算表明,当热流处于稳定状态时,局部腐蚀管道所能承受的内、外壁增温差为最小值。因此,在温度应力作用下,如果排除热冲击效应,只需考虑热流稳定状态,而不必考虑热流未稳定的瞬间状态。     

成品油管网双罐区中转油库油罐收发油计划编制

双罐区的成品油管网中转油库在油罐收发油作业时,既要满足管网运行要求,又要满足罐区与油罐作业工艺流程的复杂要求,导致油罐收发油作业计划难度较大。针对给定的成品油管网批次计划,提出了一种编制双罐区中转油库油罐收、发油计划的时序递推法:通过引入罐容上限、罐容下限、油罐作业连续性、罐区作业连续性、油品沉降时间等经验规则,对罐区与油罐划分优先级,在每个时段均可选择出最合适的油罐来进行收、发油作业,确定整个计划期内任意时刻中转油库各油罐的状态(收油、发油或静置)和收油/发油流量。将该方法应用于某成品油管网的一个双罐区中转油库,验证了方法的可行性与实用性。基于该方法开发的计算机软件可以作为成品油管网双罐区中转油库油罐收、发油计划编制的有效工具。     

铁路罐车下装下卸可行性分析

目前,铁路罐车装卸油品方式主要以上装上卸为主,采用上卸方式易产生气阻,卸车效率低,且损耗大,易产生静电。已经成熟的汽车下装下卸技术,特别是无残油留存新型阀门技术的发展为铁路轻油罐车的改造提供了新思路。基于无残油留存新型阀门技术的工作原理,论述了铁路罐车实施下装下卸的可行性。同时,在底卸方面成熟的安全措施经验和管理规定可为铁路罐车下装下卸技术的顺利实施提供保障。铁路罐车下装下卸技术的应用,可有效解决气阻、静电等问题,降低损耗,节约投资,产生一定经济和社会效益。（图3,参6）     

LNG管输优化的经济数学模型

LNG是一种多组分混合物,外界环境的漏热会引发诸多问题,影响管输的安全性和经济性。了解漏热状态下LNG蒸发率和压力的变化规律,对LNG管道设计和管理具有重要的理论意义。基于LNG管道输送过程中保温层厚度、LNG气化率、管道壁厚之间的变化规律,采取冷态输送法,通过采用合理的保温层厚度控制LNG的蒸发,从而使管内压力升高,以此推动LNG向前流动,从而优化管输工艺。建立了LNG管输优化的经济数学模型,计算获得系统的最佳气化率以及最佳管壁和保温层厚度,从而优化了管输系统的经济费用。实例计算验证了该模型和计算程序的工程应用价值。