大型LNG储罐预冷动态模拟

大型常压LNG储罐在接收站中占有很高的投资份额,是接收站关键的储存容器,在启用时对调试技术的要求较高,其中,储罐的冷却是最重要的预备环节。基于气液两相容积节点原理,建立喷淋LNG蒸发计算模型,搭建大型LNG储罐预冷过程动态仿真平台,以160000 m³大型LNG地上全容储罐为例,计算其在预冷过程中所需要的时间以及预冷所用LNG总量,得到了预冷过程中储罐压力、BOG产生量以及储罐内部温度的动态变化,为设计优化液化天然气储罐预冷策略提供了理论依据。     

LNG接收站BOG压缩机处理能力计算及选型研究

LNG接收站的功能是接收、储存和气化LNG,并通过管网向下游用户供气,由于在卸船时LNG进入储罐导致罐内LNG体积变化,以及环境温度、大气压变化、罐内泵电机运转等外界能量的输入,会产生大量的蒸发气(BOG).为了维持储罐压力的稳定,必须处理掉过量的BOG.BOG压缩机作为BOG处理的核心设备,在LNG储运中起到重要作用...     

往复式BOG压缩机的结构原理与维护维修

储罐中储存的LNG由于自然蒸发等原因，会在储罐上层形成蒸发气(BOG),这部分气体会影响到储罐的压力，此时就需要BOG压缩机来调控，让储罐的压力处在一个安全的范围之内，保证LNG接收站运行的安全与稳定。BOG压缩机是整个LNG气化外输的流程中至关重要的设备，通过总结，论述了往复式BOG压缩机的结构原理和维护维修两大方面。     

BOD低温往复压缩机

BOG压缩机是低温往复压缩机的一种,是液化天然气接收站的"心脏",正是通过它不断地把BOG压缩后冷凝成液体来控制低温储罐的压力和温度,从而保证LNG储罐的正常安全运行。由于BOG(蒸发气)温度低至-163~-40℃,对承受交变载荷的压缩机零部件材料在低温状态下的冷脆断裂、冷缩变形、低温密封、低温隔热、绝热保冷等一直是国内外研究分析的重要课题。     

LNG接收站蒸发计算状态方程选择

LNG物性参数是LNG接收站模型建立、工艺流程模拟计算及研究必不可少的基础数据。以国外实验数据为基础,采用Aspen HYSYS软件分析评价PR、SRK、LKP、BWRS状态方程对气液相组成、焓、密度等物性参数的预测结果,比选汽液相平衡和热力学参数的计算状态方程,建立了LNG接收站储罐蒸发模型,并比较了四种状态方程的准确度。结果表明：PR方程在汽液相平衡计算方面计算精度最高,相对误差为4.70%;LKP方程计算热力学参数最准确,预测误差为2.59%。综合考虑相平衡参数和热力学参数计算精度,PR方程精度最高,预测误差为3.77%。此外,PR方程对LNG储罐蒸发和储罐压力的模拟计算值与现场数据吻合度最好,因此LNG接收站蒸发计算推荐选用PR方程。研究结果对物性参数和LNG接收站蒸发计算状态方程的选择具有借鉴意义。     

LNG接收站中再冷凝工艺的技术分析及优化

LNG接收站在运行过程中会产生蒸发气(BOG),若不及时处理会造成接收站超压,而不得不放空至火炬燃烧,既浪费能源又污染环境。对于接收站正常操作工况下产生的BOG,通常采用再冷凝的工艺进行处理。介绍了国内对于BOG再冷凝工艺存在的2种设计理念,分析了固定LNG/BOG流量比例的设计模式存在的问题,对于设计理念中不完善部分进行了讨论;同时结合现场实际操作中出现的问题,验证该设计会导致再冷凝器中的液位出现较大波动,影响再冷凝器和整个接收站的稳定运行。对上述设计模式进行了优化,通过改变LNG与BOG流量比值,使再冷凝器内LNG为饱和状态,保证了再冷凝器的稳定运行。     

LNG接收站BOG计算原理

LNG接收站的功能是接收、储存和气化LNG,并通过管网向下游用户供气。由于在卸船时LNG进人储罐导致罐内LNG体积变化会产生大量的蒸发气(BOG)。为了维持储罐压力的稳定,必须处理掉过量的BOG。本文以某LNG项目为例,探讨BOG压缩机处理能力的计算方法以及选型。     

密闭LNG储罐内的压力和蒸发率

以LNG(液化天然气)为介质、以密闭LNG生产储罐为对象进行了储罐的压力及日蒸发气体量及蒸发率测试实验,结果证明:密闭LNG储罐内的温度场是非均匀的,即气相部分温度高于气液分界面处温度、气液分界面处液体温度高于液相主体的温度;在实验条件下,当初始充满率为0.475时,3部分的温差最大约为2～3℃。存在临界初始充满率,即当初始充满率小于临界充满率时,某一充满率下的日蒸发气体量和蒸发率随时间而增大;当初始充满率大于临界充满率时,某一充满率下的日蒸发气体量和蒸发率先随着时间增加而增大,然后又随着时间的增加而减小。     

基于普遍化压缩因子对小型LNG储罐蒸发气的计算研究

针对小型液化天然气（LNG）储罐,基于普遍化压缩因子图,在LNG储罐工作压力范围内,对理想气体状态方程加以修正,建立LNG储罐工作压力与压缩因子的关系,从而计算小型LNG储罐内蒸发气（BOG）质量,并提出改进的计算方法和BOG回收利用方案建议。     

LNG接收站大型储罐预冷过程状态研究

在LNG接收站中,LNG大型储罐是非常重要的设备,在接收站正式投产之前,工作人员需要对LNG储罐进行预冷,这样才能保证LNG接收站的稳定运行。本文深入分析了LNG接收站在进行大型储罐的制作时的材料要求、储罐的结构及其预冷过程状态,希望能够对其他项目进行LNG储罐的预冷工作提供经验。     

LNG接收终端工艺流程动态仿真

LNG接收终端的主要功能是接收、储存和再汽化LNG,并通过天然气管网向电厂和城市用户供气。通过建立接收终端各设备的动态模型,增加了必要的控制系统,对流程进行了动态仿真,针对接收终端季节调峰、卸船和储罐超压3种工况进行了案例分析,得到了以下结论:接收终端调峰期间,外输泵、罐内泵功耗变化规律与外输天然气流量变化规律一致;卸船工况主要对压缩机功耗、再冷凝器入口BOG及LNG流量有影响,整个卸船过程一般需要13 h左右;储罐超压过程中,由于压缩机负荷的调节,对压缩机功耗、再冷凝器压力、再冷凝器入口BOG及LNG流量有较大影响,整个超压事故持续时间为15.2 h;对接收终端工艺的设计和运行提出了建议。     

Rates of evaporation accompanying the depressurization of a pool of saturated Freon-11

A transient technique has been used to study the rate of evaporation of Freon-11 contained in a 0.3 m diameter × 0.7 m high cylindrical glass vessel. Saturation pressures ranging from 7.5 to 10.5 kPa gauge were first established by adjusting the temperature of a water bath in which the tank was submerged. The pressure was then reduced linearly with time, and the resulting evaporation measured by condensation of the vapour issuing from the tank. Rates of depressurization from 1.9 to 6.3 Pa s⁻¹ were employed.It was observed that nucleation was initiated and evaporation rates were increased when the liquid superheat exceeded 1.5 K. In the non-nucleate, or quiescent regime, which is believed to be that which exists in large scale liquefied gas storage tanks, the rate of evaporation (w) was correlated by w = 2.37 × 10⁻⁸ (ΔP)^1.33 kg s⁻¹ m⁻². The exponent of the supersaturation pressure is almost identical to that found in previous studies of water evaporation. In non-dimensional form, the data are represented by

This equation is shown to give a good prediction of published data on the rate of evaporation from tanks of LNG, which exhibits a similar Rayleigh property to Freon-11. The nature of the liquid phase convective process in the surface layer which appears to control the rate of evaporation is also discussed.     

Risk assessment of membrane type LNG storage tanks in Korea-based on fault tree analysis

For a liquefied natural gas (LNG) storage tank, the greatest concern is for the release of a large amount of LNG or its vapor due to the mechanical failures of main tank and its ancillary equipments or the malfunctions of various hardware components. Nowadays two types of LNG storage tank design, that is, 9%-Ni full containment and membrane concepts, are mostly applied to LNG industry. In Korea the membrane type has been nationally adopted from the beginning step of LNG project because of its higher flexibility in storage capacity comparing to the 9%-Ni type. All the while several huge membrane-type tanks have been built up and operating, the quantified results of risk associated with them has not been systematically delineated. Hence the method of fault tree analysis as a quantitative risk assessment has been here employed to identify and evaluate the risks related to the membrane-type LNG storage tank. Six top events leading greatly to the large release of natural gas are defined as internally induced major accidents and the failure frequencies of these events are calculated by using other sources of process equipment reliability data for the lack of membrane type-specific data.     

防止硫磺储罐的腐蚀

现场安装的硫磺储罐通常用于大量熔融硫磺的临时储存。然而由于腐蚀原因,特别是在正常液位上方的气相腐蚀,储罐的使用寿命十分有限。储罐腐蚀可能有若干机理,最可能的是因为在冷金属表面固体硫磺的沉积和痕量液态水的形成。这两种现象共同导致硫化铁的形成。硫化铁是自燃性物质,除了会造成储罐损坏外,如果突然与氧气接触还可能点燃罐内硫磺。抑制腐蚀的最佳方法是防止固体硫磺在罐壁和罐顶处形成。常规的加热技术,例如内部盘管,能有效地保持硫磺于熔融状态,却不能使蒸气相及罐壁维持足够高的温度。通过采用外部分布式加热系统,可将罐壁、罐顶以及蒸气相温度维持在硫磺凝固点之上,从而消除主要的腐蚀途径。论述潜在的腐蚀机理和操作数据,说明工程加热系统的重要性。     

长期在轨运行低温液氧贮箱内汽化过程的模拟

通过CFD（computational fluid dynamics）方法对长期在轨运行的某型液氧贮箱内的压力、温度、气液相界面等参数进行了模拟研究。计算了该型贮箱在轨运行时的平均漏热量为6.84 W·m^-2。对贮箱进行了5天的模拟计算,结果表明,贮箱上部的气枕区并不稳定;液相区存在相对高速运动的气团,削弱了液相区的温度分层,使得液相区温度基本均匀。在轨储存过程中,液相温升速率为1.18 K·d^-1,压增速率为23.7 kPa·d^-1。结合贮箱内气液相运动特点,建立均相模型,该模型与CFD模拟结果吻合较好,可以用来预测长期在轨运行的低温推进剂贮箱内的压力、蒸发量等参数变化。     

Operational strategy to minimize operating costs in liquefied natural gas receiving terminals using dynamic simulation

Although the operation of an LNG receiving terminal, especially for LNG unloading process, is important in terms of economics and safety, the systematic approach for this process is deficient with regard to operating variables and inherent terminal characteristics. Because the characteristics of each LNG terminal vary according to its individual condition, it is worth to investigate the operational method manipulating operating variables to reduce operating costs regarding terminal characteristics. In this study, we perform a rigorous and extensive dynamic simulation of LNG unloading process to demonstrate the effects of terminal characteristics, including the total length of the pipeline, the number of storage tanks, the ambient temperature, and the operation cycle. Based on simulation results and cost analyses, we can suggest an operational strategy to minimize the operating cost in LNG receiving terminals.     

LNG低温储罐冷量损失在设计中的计算方法

介绍大型液化天然气(LNG)低温储罐冷量损失(蒸发率)的计算方法、LNG储罐设计过程中保温系统的设计和保温性能的测试。     

HAZOP分析方法在液化天然气接收站的应用

危险源及可操作性(HAZOP)分析是一种用于辨识工艺危险源,分析后果并提出对策的安全评价方法,在石油、化工等行业得到普遍认可和广泛应用。对国内正在建设的某液化天然气(LNG)接收站的基础设计进行HAZOP分析,以提高和保证其可靠性和安全性。文中概述了LNG接收站的工艺技术,并介绍了HAZOP分析方法的工作流程。将某LNG接收站的工艺流程划分7个节点,并以节点LNG储罐工艺系统为例,通过HAZOP分析识别了LNG储罐非正常操作条件下出现的不利后果,评估其工艺设计在安全与操作性方面的足够程度,提出了防止或减小危害后果的建议。通过对LNG接收站工艺系统进行HAZOP分析,评价了接收站设计的安全与操作性,为LNG接收站工程的顺利实施提供了保障。