LNG储罐地震响应分析方法

液化天然气储罐抗震设计是整个LNG工程的重点。LNG储罐地震分析方法包括规范推荐公式、流体单元法、附加质量法,3种方法理论基础基本一致,但计算方法和效果有所区别:液化天然气储罐的地震分析反应谱一般采用EN 1998-1-2004定义的设计反应谱,EN 1998-1规范公式是对Haroun-Housner理论的简化推导;流体单元法通过有限元软件中的流体单元,模拟储罐真实地震反应,用于耦合液体-储罐-场地土系统分析;附加质量法是将液体冲击作用部分的质量和晃动部分的质量放置到其对应的等效作用高度上,是流体单元法和规范公式的结合。从计算精度、安全余量、计算效率等方面综合考虑,在LNG工程设计中,建议采用附加质量法作为获取LNG储罐地震响应的主要方法。     

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。     

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。     

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.     

立式圆柱形储罐滚动隔震试验

为了明确滚动隔震装置对立式圆柱形储罐的减震效果,利用地震模拟振动台进行立式圆柱形储罐模型试验。按照1∶4相似比设计立式圆柱形储罐罐体模型,在罐壁环向不同高度布置加速度传感器的测点,并输入El-Centro波、Pasadena波、金门地震波3种地震波,测得罐体加速度和提离位移,将其与未安装滚动隔震装置的传统抗震结构体系的立式圆柱形储罐进行对比分析。试验结果表明:采用隔震控制体系后,储罐底部的加速度响应降低49.49%~62.47%,可以按降低烈度进行抗震设计;滚动隔震对立式圆柱形储罐的提离高度有明显的降低效果,其中金门地震波作用下提离减震效果达到28.5%,而在El-Centro波和Pasadena波作用下提离减震效果超过76.6%,能有效防止储罐出现象足屈曲或大角焊缝开裂破坏。     

大型立式隔震储液罐的地震响应数值模拟

为研究储液罐在双向地震波激励下的地震响应,以15×104m3立式浮放隔震储液罐为对象,利用有限元软件ADINA考虑接触非线性,进行大型立式浮放储罐隔震响应数值分析.整个系统主要分为基础隔离部件和液体-结构相互作用子系统两部分,分别利用壳单元和势流体单元模拟罐体结构和液体区域,并用弹簧-阻尼系统等效代替三维隔震.利用Ba...     

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。     

大型LNG储罐泄漏扩散研究进展

大型LNG 储罐一旦发生泄漏,将会对周边人员和财产构成重大威胁。基于充分调研,分别从理论、试验及数值模拟3 个方面论述了国内外关于LNG 泄漏扩散的研究进展,尤其是近年来国内外在数值模拟方面的突破性研究成果。大型LNG 储罐泄漏后的气体扩散理论模型主要有高斯模型、唯象模型、箱及相似模型、浅层模型;通过LNG 泄漏试验获取了大量基础数据,主要包括气象条件参数、气云、液池燃烧的相关数据;在数值模拟方面,对LNG 泄漏气云扩散开展了大量研究,尤其是针对不同影响因素耦合作用下LNG 的泄漏扩散演变过程、气云变化形态、影响区域、爆炸范围等进行了模拟分析。通过对比分析发现,数值模拟方法具有成本低、精度高、可操性强等优点,既能有效拓展理论和试验研究成果,又能开展复杂工况下LNG 泄漏扩散的研究。对3 种方法的研究趋势进行了预测,提出大型LNG 储罐泄漏扩散的研究还需与接收站实际情况相结合,指出在今后的研究中应以数值模拟研究为主、试验与理论研究为辅。     

日本LPG,LNG储罐设计

日本是一个无自产能源的国家，在液化石油气（ＬＰＧ）、液化天然气（ＬＮＧ）储罐的设计、建造方面均有丰富和成熟的经验。目前，日本已可以在较为恶劣的地基上建设大型高安全性的储罐。主要介绍了日本地上ＬＰＧ、ＬＮＧ低温储罐的结构、基础的型式、储罐设计的基本思想、施工时选用的焊接材料以及与储罐的安全性、大型化相适应的设计、施工和检验等技术。     

LNG接收站储罐吹扫时间的计算

基于工业通风中的全面通风原理,可以计算LNG储罐吹扫过程任意时刻罐内的水蒸汽及氧气的质量浓度,或者罐内水蒸汽及氧气达到某一质量浓度所需的时间.介绍了湿空气参数含湿量和相对湿度的计算方法,以江苏LNG接收站为例,对吹扫时间进行了理论计算.当氮气输入量为2 000 m3/h时,要达到EN-14620规定的罐内水蒸汽和氧气质量浓度的要求,储罐的理论吹扫时间为18 d,但实际吹扫时间需要33 d,二者相差较大.结合工程实际分析了计算误差产生的原因,同时介绍了储罐串、并联吹扫的优缺点,提出了相关建议.     

LNG接收站储罐罐容及数量的设计计算

LNG储罐是LNG接收站投资费用最高的关键核心设施,前期设计阶段通过静态经验公式合理估算罐容及数量至关重要。LNG储罐数量及罐容的计算方法需要因地制宜,不同的设计公司采用的计算方法不尽相同。选取3种国内外LNG接收站设计公司常用的静态计算方法,对具体设计案例分别进行计算,结果表明:对于不承担调峰,外输相对均匀的LNG接收站或大型LNG接收站后期增罐的情况,采用法国某设计公司的计算方法较为合理;对于市场用气波动较大又兼顾调峰的LNG接收站,采用日本某设计公司和库存量法的计算方法更为合理。最后,针对3种公式的不足,给出了优化的计算公式,并针对不同类型接收站推荐适用的计算方法。     

LNG储罐气相管结构的改进

利用有限元法分析计算了某LNG储罐气相管装料及卸料时的热应力,发现最大应力在气相管与内容器连接部位,其与气相管实际断裂位置吻合。分析结果表明：虽然装料与卸料会导致一定的压力与温度循环,但造成的交变应力强度幅很小,可以忽略其引起的疲劳损伤。造成结构破坏的原因为过大热应力导致的结构安定性失效。当内容器轴向收缩受限时,气相管应具有足够大的柔性,才能有效降低热应力,满足结构的安定性要求。从约束及热变形补偿入手,对消除及缓解LNG储罐气相管热应力的措施进行了探讨。（图5,参6）     

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。     

某弦支穹顶屋盖地震响应的三维隔震控制

以潍坊鸢都体育馆屋盖为弦支穹顶结构的工程背景,分别采用研发的SRB和PCDSB作为屋盖的水平向和竖向隔震设备,以此设计了屋盖的S-P三维隔震层,利用子空间迭代法对隔震屋盖进行了动力特性分析,运用Newmark逐步积分法和四阶显式Runge-Kutta迭代法编制了求解隔震屋盖地震响应的非线性时程分析程序X,采用ABAQUS有限元软件验证了自编程序X的正确性,并利用程序X对Ⅷ度和Ⅸ度地震波作用下的未隔震和隔震屋盖的地震响应进行了对比分析.结果表明：隔震屋盖的前四阶振型表现为水平向和竖向振动相耦联的特点;相同烈度同条地震波作用下,隔震屋盖的地震响应较未隔震的有了明显降低;同条地震波作用下,Ⅸ度的隔震屋盖地震响应比Ⅷ度的要大;本文设计的隔震屋盖在低频脉冲型地震波作用下,仍能保持较低的地震响应.     

城市LNG小包装储运调查及经济分析

简述了输气管网系统的优化运行方式和陕京输气管网概况.针对目前唐山、秦皇岛地区用户用气量大幅度增加,使陕京输气管道的运行变得更加复杂等问题,为此对唐山、秦皇岛地区用户用气量进行了详细的调查并对结果进行了分析,提出了利用LNG小包装储运作为气源的补充,达到本地区燃气市场平衡的目的.     

用蒸发气体充填LNG储罐隔热层

从普通堆积隔热型LNG储罐对隔热层充填气体的要求出发,对BOG(蒸发气体)和N2(氮气)的各项性质进行了分析和对比,并在此基础上进行了试验验证,结果表明,用BOG替换N2充填LNG储罐隔热层不仅在理论上、技术上可行,而且还具有较好的经济性,具有一定的推广应用价值.     

加气站LNG低温储罐液位计比选及优化方案

加气站LNG低温储罐液位多采用差压式液位计进行计量,无法准确测量储罐液位,从而无法对LNG的真实库存和损耗情况做出科学和准确判断,更不能真正实现LNG的库存和损耗管理。为了解决LNG低温储罐使用环境下出现的压力波动、液体饱和状态变化等因素而导致计量偏差较大的问题,介绍了多种适应LNG低温介质的液位计的测量原理及组成,探讨了常见的探头类型、仪表安装方式和注意事项,比较其性能优缺点。最后,提出采用LNG储罐安装改进后的伺服液位计的工艺方案,可以实现LNG储罐的精准计量、安全操作,解决了天然气加气站行业中低温储罐计量难题。     

大型LNG储罐的完整性管理与解构

基于管道的完整性管理体系已经得到一定程度的发展和实践应用,而钢质储罐尤其是大型LNG储罐的完整性管理概念和相应方法尚处于探讨阶段。从对管道的完整性管理进行解构开始,通过探寻其概念起源、实用目的、技术体系与管理体系的核心,深入剖析了管道完整性管理的实质。在可迁移的基础上,从LNG储罐的基本特征出发并依据相关国际规范,尝试建立LNG全容罐完整性管理概念,提出其主要体系框架,结合一般钢质储罐的风险评价方法及国外对LNG储罐生命周期与老化的最新研究成果,提出LNG储罐的完整性评价方法,从而为我国LNG行业建立完整性管理体系提供积极借鉴,同时丰富完整性管理的内涵。     

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）