大型LNG全容储罐珍珠岩在线填充分析与实践

大型LNG全容储罐常采用珍珠岩进行绝热保冷,投用后由于运行时间累积、储罐压力波动、罐内设备启停及卸料过程中引起的震动等,储罐内、外罐间珍珠岩会出现不同程度的不均匀沉降,若不及时处理将影响储罐保冷效果,严重时将损坏储罐内部结构,对生产运营造成较大安全隐患。结合珠海LNG接收站对大型LNG全容储罐珍珠岩在线填充实践,开展珍珠岩填充置换装置、储罐压力控制、珍珠岩填充高度、评估方式等分析研究,探讨LNG全容储罐珍珠岩沉降表象及其在线填充过程控制,总结大型LNG全容储罐珍珠岩在线填充方法和经验,为其它LNG接收站全容储罐开展珍珠岩在线填充提供参考。     

全容式LNG储罐罐体温度场计算及分析

全容式LNG储罐是目前国内LNG接收站普遍采用的罐型,LNG储罐储存低温液体,内外温差大,罐体结构复杂,温度场分布对储罐的结构设计影响大。以国内某LNG接收站的全容式储罐为例,通过对储罐底部、罐壁和顶部结构及传热过程的分析,建立了罐体各部位温度场计算模型,利用ANSYS软件计算得到了LNG储罐罐顶、罐壁、罐底的温度场分布,并分析了计算结果。储罐结构设计时应考虑储罐绝热层与内罐体接触部位热应力影响;同时应优化储罐底部的结构,有效降低罐底漏热量。     

基于弹性地基梁法的LNG储罐环向预应力方案设计

随着预应力技术的成熟及市场条件的变化,近年来国内外都出现了全容式LNG储罐工程兴建热.基于弹性地基梁法,建立了LNG储罐罐壁内力及径向位移公式.分别采用弹性地基梁法和有限元法,计算了某实际LNG储罐模型罐壁的径向位移和环向拉力,并给出了LNG储罐罐壁环向预应力筋的配置方法.两种方法计算结果基本一致,验证了采用弹性地基梁...     

基于ANSYS的LNG储罐罐体温度场的数值计算

LNG储罐结构复杂,储罐内部与外界环境存在着巨大温差,罐体温度场的数值模拟结果对于LNG储罐的设计具有参考价值。文章以全容式LNG储罐为例,选取1/12储罐的三维模型作为研究对象,建立了基于ANSYS软件的储罐罐体三维稳态温度场数值计算模型,计算得到罐体、罐底与罐壁连接处和罐顶与罐壁连接处的温度场分布图,并进行了分析。     

全容式LNG储罐绝热性能及保冷系统研究

我国大型LNG接收站中的储罐均为全容式LNG储罐,其通常处于低温微正压状态,外界热量的漏入会引起LNG的蒸发,增加能耗,也可能会使储罐产生分层及翻滚现象,对其安全造成较大威胁,因此,需要对它的绝热性能及保冷系统进行研究。为此,根据全容式LNG储罐的结构特点,分别对罐顶、罐壁和罐底进行了漏热量计算,结合实例进行了LNG储罐总漏热量及日蒸发率的计算分析,探讨了LNG储罐的绝热性能,找到了影响储罐漏热量的主要因素：保冷材料的导热系数、保冷层的厚度、储罐表面的吸收率、环境温度等,为LNG储罐保冷系统的设计提供了相关依据;并根据LNG储罐保冷系统的需要,归纳总结了保冷材料的选择原则、施工方法及其注意事项。     

福建LNG接收站储罐静力学及气压测试分析

福建LNG接收站储罐为全容式低温常压混凝土顶贮罐,须依照相关程序对储罐进行静力学水压试验以监测储罐的承重能力,并同时对储罐进行气压测试。针对静力学及气压测试试验中出现的进料管受压、罐壁和罐底留有较多杂质、设备生锈点多的一些问题,进行探讨分析,提出了内罐内管线底部应与内罐相通以防管线受压,增加罐内壁清洗后残留氯分析检测点以重点检测罐壁、罐底残留物,以及用干燥空气对罐内进行吹扫以降低内罐焊缝生锈可能性等一系列措施。     

全容式LNG储罐罐顶仪表隔离阀选型技术研究

为解决全容式LNG储罐罐顶仪表隔离阀选型无依据,实际工程设计常保守采用超低温深冷阀门的问题,对全容式LNG储罐罐顶仪表隔离阀功能、操作维修工艺和标准中LNG介质对超低温深冷阀门的结构要求进行了研究。在考虑LNG储罐设计参数和LNG储罐罐顶管嘴设计等因数的基础上,将罐顶管嘴结构与超低温深冷阀门结构进行对比,找出LNG储罐罐顶仪表隔离阀选型设计理论依据,得出LNG储罐罐顶仪表隔离阀可选用碳钢阀门或极端工况下选用非低温奥氏体不锈钢阀门,无需采用超低温深冷阀门的结论。天津LNG储罐项目选用非低温奥氏体不锈钢阀门,节省了费用,缩短了采办周期。     

天津浮式LNG工程全容式LNG储罐总布置设计

全容式LNG储罐是LNG接收站的核心,储罐总图布置对储罐设计施工及安全运营起到关键作用。对全容式LNG储罐系统主工艺及储罐上下游工艺流程进行了分析研究,确定储罐各系统、各设备功能要求。针对各个系统的功能及储罐内部结构,结合标准要求,同时考虑主要工艺管道布置及储罐整体施工工艺,进行储罐罐顶设备布置,以及罐顶平台设计。该设计方案在天津浮式LNG项目得到成功应用,并经过第三方日本IHI公司平行设计审查批准。通过挪威船级社(中国)有限公司对PSV安全阀泄放以及储罐BOG放空等设备布置进行的量化风险评估(QRA),储罐总图设计方案满足设计要求。该全容式LNG储罐总图设计思路及方法,为LNG储罐设计提供了参考指导作用。     

LNG全容储罐保冷系统及其性能探究

为了探究LNG全容储罐的绝热性能和保冷系统,给出了LNG储罐各部分主要的保冷材料及其性能特征,以及可供参考的保冷系统施工工序和安装方法。分别从罐底、罐壁和罐顶分析漏热量,提出了大型LNG全容储罐漏热量和静态日蒸发率的计算方法。以国外某20×104m3LNG储罐为例给出了漏热量和日蒸发率的计算结果,得出其日蒸发率符合保冷设计要求。分析影响LNG储罐蒸发率的主要因素,得出LNG储罐存在一个"最优直径"和"最优充满率",可通过增大保冷层厚度,选取导热系数小的保冷材料,向LNG储罐内充注氮气等措施来降低储罐的日蒸发率,为LNG储罐的保冷系统设计提供依据。     

LNG全容罐穹顶建造工艺

随着LNG行业的发展和需求量的增加,国内外均在大量建设大型液化天然气接收终端和天然气液化厂,而LNG混凝土全容罐作为一种安全性非常高的存储设施被广泛使用。作为LNG全容罐混凝土外罐罐顶浇注和内罐吊顶保温层支承的穹顶结构是LNG储罐建造中的一项重点和难点,本文以天津LNG全容储罐为例介绍穹顶结构的建造工艺。     

基于安全阀火灾辐射的LNG全容罐瞬态热力耦合分析

为了防止LNG全容罐温度升高、LNG沸腾气化导致罐内压力升高,常采用安全阀释放罐内气体的方法来控制压力。在LNG蒸气释放过程中,若被点燃会发生火灾,LNG全容罐在火灾产生的温度应力和LNG气压等荷载作用下,有可能开裂、坍塌导致LNG泄漏,进而造成重大的安全事故。目前国内尚无相关规范规定,而国外的标准、规范也仅给出了一般性的条款,没有具体的计算公式。为此,阐述了安全阀火灾热辐射研发的必要性;探讨和建立了LNG全容罐的传导、强制对流、火灾辐射和内部空间自辐射,以及相互耦合的复杂三维瞬态热分析有限元模型,获得了瞬态热分析各个燃烧时间点的计算结果,并给出了合理的解释;最后将热学模型转换为力学模型,施加火灾产生的温度,组合气压和自重,经计算获得了LNG全容罐在火灾燃烧时限内的最大应变。结果表明,与混凝土的极限应变对比,储罐不会发生压碎坍塌。该研究成果为后续国内规范的编制和LNG全容罐结构优化设计奠定了基础。     

地上全容式混凝土顶LNG储罐的冷却动态模拟

LNG储罐冷却是LNG接收站投产过程中风险最高、难度最大的环节,为了合理地控制冷却速度、储罐压力,以及选择适当的环境温度以降低BOG的排放量,对地上全容式混凝土顶LNG储罐的冷却过程进行了动态模拟。基于质量、能量守恒原理建立了LNG储罐冷却计算模型,根据甲烷特性参数及大连LNG接收站实际冷却情况确定了冷却计算模型中的相关参数,进而分析了LNG储罐冷却过程中冷却速度、环境温度、储罐压力与LNG需求量、BOG排放量之间的变化规律。结果表明：①随着冷却速度的增大,LNG需求量、BOG排放量逐渐减小,相同储罐温度下,LNG流量逐渐增加,排放BOG流量逐渐减小;②随着环境温度的增大,LNG需求量和流量逐渐增加,BOG排放量和流量也逐渐加;③储罐压力对LNG需求量和BOG排放量影响较小。据此,提出建议：①在LNG接收站对储罐进行冷却时应尽量选择在环境温度较低的冬季,以降低BOG的排放量;②在确保罐内温差正常的情况下,可尽量提高储罐冷却速度至-5 K/h,以便减少BOG的排放量,达到节能减排的目的。     

大型液化天然气储罐内罐寿命计算分析

大型液化天然气(LNG)全容罐是LNG接收站项目中最重要的设备之一,在LNG低液位与高液位循环操作期间(卸船周期内)、大修时空液阶段、水压试验与试验水排空等循环使用中,受低温收缩、液位变化等影响,内罐壁-底连接大角焊接接头、壁板、锚固带等危险部位会产生材料使用疲劳,若按LNG储罐50a设计寿命考虑,需对内罐易疲劳关键部位进行材料疲劳校核分析。以国内某已建LNG储罐为例,针对储罐在预冷、水压试验、低-高液位循环使用等工况,对内罐底部大角焊接接头、罐壁板、锚固带等部位材料进行了材料疲劳失效风险分析,对内罐50a设计寿命进行了校核分析。     

液化天然气储罐安全技术分析

我国液化天然气的应用技术还处于发展阶段,其安全储存尤为重要。根据其特性,从涉及储罐安全的技术环节分析了储罐安全的技术要求和措施,如围堰、设计压力、主体材料等。     

空气顶升液化天然气储罐罐顶平衡装置设计与研究

介绍了全容式液化天然气（LNG）储罐罐顶空气顶升的平衡装置设计、安装要求以及顶升过程中的控制要点,并以5×10^4m8。LNG储罐为例,系统介绍了其平衡装置的计算和顶升中的操作要领。该系统在建造过程中采用,取得了良好的效果。     

大型LNG储罐内压力及蒸发率的影响因素分析

LNG在储罐内的蒸发对LNG储罐的安全有着非常大的影响。为此,以3×104m3的LNG储罐为例,在分析研究的基础上,基于质量守恒及能量守恒原理,建立了预测LNG储罐内压力及蒸发率的模拟模型,经试验验证该模型的计算结果较为准确可靠。利用该模型分析了密闭LNG储罐内压力及蒸发率的影响因素。结果发现:密闭LNG储罐存在1个"最优直径"和"最优充满率";LNG储罐保温层导热系数越大,LNG储罐内压力上升得越快,LNG安全储存时间就越短;环境温度越高,密闭LNG储罐的压力上升得越快,LNG安全储存时间越短;LNG含氮量、外界大气压对LNG储罐内的压力影响不大;LNG含氮量越高其的蒸发率越低,向LNG储罐内充注氮气可以有效地降低LNG储罐内液体的蒸发率。该项成果将为LNG储罐的设计及运行提供技术支持。     

影响LNG槽车运输储罐压力的因素分析

应用动态模拟软件,建立LNG槽车满载和空载运输系统动态模型,研究LNG槽车运输过程中储罐内操作压力、操作温度和液位的动态变化趋势。分析表明:LNG槽车满载长距离运输储罐压力上升较小,不易造成储罐超压泄放,安全性较高;空载运输较满载运输储罐升压速率更快;LNG储罐空载液位5%可实现LNG槽车储罐处于冷却状态。