LNG管道保冷设计特点

结合某LNG接收站管道保冷采用硬质保冷材料和柔性保冷材料的工程设计与施工经验,综合比较了两者的保冷性能差异、结构设计原理和施工特点,为深冷管道保冷材料的工程应用提供设计依据。分析对比表明:柔性保冷材料在结构设计和施工效率上优于硬质保冷材料,且对法兰、阀门等异型件保冷施工、维修更方便;大口径管道保冷层宜选用硬质保冷材料;管道保冷效果的好坏取决于施工人员的施工质量;工程设计人员应对保冷结构的设计、材料性能的第三方认证及施工过程的质量控制和监督等重点关注。     

浙江LNG接收站卸料管线BOG预冷模拟研究

由于LNG的低温特性,在其首次进入接收站工艺系统前,需要先对LNG卸料管线采用低温LNG蒸气（BOG）预冷至-120 ℃,然后再引入LNG将卸料管线冷却至-150 ℃。卸料管线预冷是确保LNG接收站顺利投产试运行的重点工作。为此,以浙江LNG接收站为例,采用自编程序建模,针对管径为1 000 mm长距离LNG卸料管线的BOG预冷过程,建立了一维流动传热模型,借助MATLAB工具模拟了BOG预冷LNG接收站卸料管线的整个过程,结果显示：卸料管线壁面温度下降速率最大不超过10 ℃/h,计算时间步长取10 s,计算得出737 m的LNG卸料管线冷却到-120 ℃左右所需时间为30.25 h。同时还分析了不同因素对卸料管线预冷过程的影响,结果显示：①冷却用BOG流量随着时间的推移逐渐增大,在冷却结束阶段,BOG流量达40.95 kg/s,累积BOG消耗量为14 330 kg;②管道内BOG流速随冷却时间增加而增大;③管道内BOG压力随冷却时间及管道长度的增加而减小。建议实际操作中,将管线冷却至-100 ℃即可进入LNG冷却阶段,可节省整个管线的冷却时间及BOG用量。     

LNG加气站保冷材料的选用与施工

介绍了LNG加气站选择管道保冷材料的要求和所选择的聚异氰脲酸脂泡沫,给出了保冷层厚度的计算公式,并详细说明了施工工艺,要求严格控制施工质量,以提高LNG管道的保冷效果.     

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。     

基于Aspen Hysys的LNG接收站卸料工艺模拟

为降低LNG接收站卸船工艺产生的功耗,分析了接收站的功耗来源,归纳出影响接收站功耗的五个主要因素:保冷循环流量、支路流量、环境温度、卸船周期、卸船温度。使用HYSYS软件建立卸料工艺系统动态仿真模型,在给定工况下对LNG接收站卸船过程进行模拟,计算接收站总功耗,得出各工况下的最优操作变量,最后以接收站实际生产工况为例,验证模拟研究方法的可行性。     

复合保冷结构在保冷管道维修中的应用

随着LNG保冷管道的多年使用,保冷管道普遍出现水汽冷凝现象,急需进行保冷维修。保冷维修需要解决两个难点,即不停产维修和维修前后保冷层厚度不变。从保冷结构设计角度进行分析研究,得出原保冷材料导热系数升高是导致冷损失量增大,并产生水汽冷凝现象的主要影响因素。研究保冷结构保冷层厚度的计算方法,内外层保冷材料导热系数的选择,提出应用复合保冷结构进行保冷维修。以保冷结构改造为切入点设计保冷维修方案,满足保冷维修的要求,实现消除水汽冷凝现象的目的。通过实例计算,采用内层PIR(聚异三聚氰酸酯泡沫),外层气凝胶毡的复合保冷结构可以对原PIR保冷结构进行有效修复。经检测,管道外表面温度上升约1℃,消除了保冷管道水汽冷凝现象。     

LNG管道保冷材料的应用和发展

多年来,国内已建大型液化工厂和接收工程的核心技术多依赖进口,LNG保冷绝热技术及产品被发达国家垄断。为加快我国LNG项目关键技术的国产化进程,提升LNG管道保冷材料的国产化程度,分析了目前国内LNG管道工程常用保冷材料的类型、性能、特点及技术发展现状,提出了LNG管道保冷材料性能和要求,进一步对绝热设计提出建议,展望LNG保冷材料技术的未来发展趋势。     

LNG气化器平面布置及其管道设计

液化天然气(LNG)气化器是接收站气化系统的关键设备,介绍了SCV和ORV两种类型的LNG气化器及各自特点。阐述了国内外接收站工程设计标准规范中,关于气化器平面布置的原则和管道设计中应遵循的原则和应注意的问题。介绍了气化器设备布置对安全间距的要求,分析了气化器工艺流程对阀门设置的要求,从管道材料、柔性设计和保冷结构三方面说明了LNG低温管道设计的特点,从管道设计方面和LNG泄漏收集措施两方面对气化器装置区防泄漏措施进行了分析总结。给出了两种气化器的平面布置方案,并对管道设计注意事项进了总结。     

LNG接收站气化器管道设计浅析

液化天然气(LNG)气化器是LNG接收站的主要设备,其运行是否正常一定程度上决定了站场的外输能力.介绍了LNG气化器的类型,阐述了国内标准中关于气化器平面布置、管道设计应遵循的原则.LNG低温管道选用304/304L双牌号奥氏体不锈钢,保冷材料选用聚氨酯泡沫、泡沫玻璃及丁腈橡胶和二烯烃泡沫,其次着重介绍了ORV管道的布...     

液化天然气长输管道输送技术

各国对液化天然气(LNG)的重视使得LNG需求量逐年增加,为满足LNG长输管道建设需求,有必要对LNG长输管道输送技术进行研究。分析了LNG的应用现状和现行LNG管道面临的问题,阐明了LNG长输管道建设的必要性和可行性。对LNG长输管道的工艺设计标准和方法进行了介绍,阐述了LNG长输管道采用的密相输送工艺原理,对管道中间加设冷却站的方法进行了分析并给出了冷泵站间距的计算公式。管道需安装绝热保冷层,介绍了管材和绝热材料等绝热保冷技术以及保冷层厚度的计算方法。最后提出了LNG长输管道设计中可能遇到的管道预冷、冷收缩和停输以及LNG冷量利用等问题的解决方法。     

以太阳能为高温热源的LNG卫星站冷能发电系统

如何高效合理利用LNG所携带的冷能一直是人们关注的话题。为此,对LNG卫星站中LNG冷能利用方式及工艺流程进行了研究。以山东淄博LNG卫星站为例,建立了一种以太阳能加热的水为高温热源,LNG储罐输出的LNG液态工质为低温热源的热力循环发电系统。设计了该系统的工艺参数,计算了该系统日均净发电量和能量利用效率,分析了该系统的经济性和环保效益。结果表明：在日供气量为12×10⁴ m³的山东淄博LNG卫星站中建立该热力循环系统,能量利用效率可超过30%且符合工程实际,年可发电27×10⁴ kW·h,每年带来约30万元的经济效益;同时,还可以节约气化LNG所需的燃料费用6～8万元/a,减少因燃烧煤炭和天然气而带来的400～1 000 kg/a的SO₂排放量和56～146 t/a的CO₂排放量,实现了节能、环保、增效三赢。     

完整的保温设计优化模型探讨

从有效能的概念出发推导出了①单层圆筒对象的保温厚度及管道公称直径优化计算式;②单层衬里管道的管径及衬里厚度优化计算式。该模型将同时得到经济流速、设备及管道最佳直径和经济保温厚度,可作为管道工艺设计的基础;对炼油厂重要管道进行了实例分析计算,结果表明,和现行经济保温厚度计算式相比保温材料可节约25％左右。     

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液化天然气槽车是LNG陆地输送的重要工具，而将高真空多层绝热方式应用于LNG槽车在国内尚属首次。介绍了高真空多层绝热的原理，并与真空粉末绝热等其他绝热形式进行了分析比较，指出高真空多层绝热是一种超级绝热方式，具有导热系数低、绝热空间小、有效质量轻等特点，很适合低温运输容器的绝热。还介绍了LNG槽车运输贮槽的绝热材料选择、绝热结构设计及日蒸发率计算等，并以40 m3 LNG运输槽车为例，对无损贮存时间进行了计算。结果显示，40 m3 LNG运输贮槽的日蒸发率小于0.3% ，无损贮存时间可达20天。     

LNG/L-CNG加气站的设计

介绍了LNG/L-CNG汽车加气站的主要工艺设备:LNG储罐、LNG潜液泵、卸车增压器、EAG加热器、LNG高压柱塞泵、高压气化器、CNG储气瓶、加气机和顺序控制盘等;同时还介绍了设计过程中以上工艺设备选用的计算方法以及管道设计应注意的问题,包括管路的应力补偿、管子及管件的选材、管道绝热结构及材料的选用等。     

LNG接收站卸料管道专用隧道设计探讨

作为常规地面管架或栈桥管廊方案的替代,LNG接收站卸料管道专用隧道是一种全新的技术解决方案,具有许多独特之处,为此,介绍了目前世界上仅有的两条卸料管道专用隧道--美国Dominion Cove Point LNG接收站和日本东京瓦斯Ohgishima LNG接收站卸料管道专用隧道的情况,并以广东省某地处于前期可行性研究阶段的LNG项目为例,分析了国内第一条LNG卸料管道专用隧道工程的内部系统相关设计和研究情况,提出了该类型隧道内系统设计应着重考虑的设计特点：横断面的基本形状;高等级安全性的保障;合适的操作和维护设施;连续监控系统的设置。该研究成果对更为广泛的低温管道专用隧道内部系统的设计和研究具有借鉴和参考意义。     

LNG加气站供销差产生原因分析与管控

目的供销差一直是LNG加气站管控的难点,降低LNG加气站供销差,特别是低效LNG加气站的供销差,对于成本控制具有重要意义。 方法根据场站实际生产运营情况,从上游计量、销售计量、贸易采购、卸车工艺和储存等方面,全面分析LNG加气站供销差产生的具体原因。 对影响加气站供销差较大的一些因素如气源采购、工艺管道设计、绝热保冷施工、潜液泵安装、储罐放散控制和建站方式等针对性地采取管控措施。 结果通过工艺改造后的实践数据测定、生产运行的精细化管理,有效降低了LNG加气站的供销差。 结论LNG加气站在初始设计和实际运营管理阶段,应根据LNG物性特点,确定场站建设标准和加强管控以降低供销差,从而提高LNG加气站利润。      

新型密闭热载体循环降黏工艺参数研究

为满足稠油开采生产需要提出新型闭式热载体循环工艺，该工艺利用空心抽油杆和隔热内管建立热载体循环通道，通过热载体循环达到对产出液加热降黏的目的。对隔热内管导热系数及其管径、管杆组合等参数进行研究并优化推荐使用合理的工艺参数和组合，选择软化水作为热载体。研究表明:隔热内管导热系数以不高于0.3 W/（m·K）为宜；采用?42 mm空心杆、直径22 mm隔热内管、3 mm壁厚，在相同条件下可减小循环水压降，提高最大过油量，改善加热降黏效果。该技术节能效果显著、运行成本低、不影响油井产液量计量，建议进一步研究该技术在超稠油降黏工艺中的应用，扩大应用规模。     

LNG低温储罐管口传热优化设计

基于传热学基本理论,研究了LNG低温储罐顶部管口结构的传热问题,分析了其传热过程,应用ANSYS软件对管口进行了温度场模拟,并对管口结构尺寸参数进行了敏感性分析和优化设计。结果表明:影响热套管与罐顶板结合处温度的最主要参数是热套管长度;影响热套管外侧表面温度的最主要参数是热套管长度、热套管外侧保冷厚度、热套管保冷段长度。分析方法和分析结果对类似低温储罐管口的结构设计提供了理论依据。     

L形高真空多层绝热低温管道热-结构耦合分析

用于输送LNG等低温介质的高真空多层绝热(HV-MLI)低温管道常处于深冷环境且要承受流体内压,在热-结构耦合作用下的受力较为复杂。为了研究HV-MLI低温管道各部件在复杂载荷作用下的响应状况,以某水平—竖直走向的L形HV-MLI低温管道为例,建立了热-结构耦合分析有限元模型,计算得出了不同工况下的管道温度场分布情况,以及管道中内管、外管、热桥、波纹管和绝热支撑上的应力及应力随各载荷的变化关系。分析结果表明:(1)绝热支撑和热桥是影响管道漏热量的主要部件,以输送LN_2为例,通过上述两个部件的漏热量分别占管道总漏热量的49.07%和49.32%;(2)内管、外管、弯头及热桥等部件应力较小且低于材料屈服极限,实际使用过程中不易发生危险;(3)波纹管应力随输送介质温度的降低和补偿内管长度的增加而增大,水平管段波纹管的应力较高,是管道中的危险部件;(4)内管所受内压是影响绝热支撑应力的主要因素,随内管内压的增大,水平管段与竖直管段中离弯头最近的绝热支撑应力大幅增加,而远离弯头的其他位置处的绝热支撑应力变化不大,因而可适当增加离弯头最近的绝热支撑厚度,同时减少远离弯头处支撑的厚度,以便在保证强度的同时减少漏热量。