LNG卸料管线预冷过程数值模拟

国内对液化天然气(LNG)接收站初次预冷速度的控制经验相对缺乏。因此,为防止低温LNG预冷导致的管道的损坏,需在预冷前对设定的预冷操作程序进行预冷效果的分析校核。本文提出了基于计算流体力学(CFD)的LNG管道预冷分析方法。通过建立三维LNG卸料管道数值计算模型,根据国内某LNG接收站项目设计管道预冷操作程序,进行冷却过程的动态模拟计算,结果显示按预设冷却程序操作,LNG卸料管道降温速度可以维持在10℃/h范围内,满足预冷安全要求。另模拟计算结果与实际接收站预冷过程的现场测量数据进行了对比,CFD计算值与实测值比较相对误差可控制在7%以内,证明CFD预冷过程模拟完全可以用于接收站预冷程序合理性的判断和校核计算。     

LNG接收站卸料系统的预冷方案分析

LNG接收站完成施工之后,首次卸料之前需要提前预冷。卸料主管道的预冷,直接决定正式卸料的速度及卸料安全性;同时,接收站的首次卸船直接影响LNG储罐的预冷和下游系统的整体调试。介绍了LNG接收站的组成及各组成系统的主要作用,并对LNG接收站卸料系统的预冷方案进行了分析。卸料管道的预冷主要采用LNG或低温氮气预冷2种预冷方式,对比分析了2种预冷方式各自的优缺点,为接收站卸料管道的预冷提供借鉴。     

仿真软件对LNG接收站大尺寸管道预冷方案的定量优化

液化天然气（LNG）接收站大尺寸低温管道预冷是LNG接收站投产前的重要步骤。在预冷前,需制定详细的预冷方案以保证预冷操作的可靠性、安全性和经济性。针对LNG接收站大尺寸管道的低温气体预冷方案提出了基于三维流体仿真的定量优化方法,实现了大尺度、长时间预冷瞬态温流场的精确模拟,为预冷方案中低温气体注入位置、注入流量、注入温度的确定以及最终预冷效果预测提供了理论依据。结合预冷仿真结果和项目实际预冷数据,对目前国内广泛采用的低温氮气预冷中的关键参数给出了建议的估算方法,为大尺寸管道低温氮气预冷提供了参考,有一定的推广应用价值。     

LNG接收站外输低谷期BOG再冷凝工艺的优化

通过分析研究BOG温度和BOG压缩机压比等主要参数对再冷凝工艺的影响,结合输气低谷期的外输特点,在原工艺流程压缩机出口处增设换热器,通过修改流程实现了高压泵出口低温LNG对压缩机出口高温BOG的预冷,既大幅降低完全冷凝BOG所需LNG量,又可节约运行能耗,实现了再冷凝工艺的优化。优化后的工艺对于提高输气低谷期LNG接收站的综合经济效益具有重要意义,存在广阔的应用前景。     

液化天然气接收站蒸发气体再冷凝工艺的优化

针对液化天然气（LNG）接收站的蒸发气体（BOG）再冷凝工艺系统能耗偏高的问题,对现有BOG再冷凝系统进行了工艺流程优化。通过对BOG压缩机入口温度、BOG压比及物料比等影响BOG再冷凝工艺能耗的主要运行参数的分析,提出了利用高压LNG预冷增压后的BOG,降低BOG压缩机压比的工艺流程。优化后的BOG再冷凝工艺较原工艺可节约BOG压缩机能量消耗32. 5％,且优化后的流程改善了LNG下游管网输气峰、谷负荷波动时的操作弹性,有较好的调峰功能。     

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多阶压缩再液化工艺优化分析

LNG接收站蒸发气体(BOG)处理量和液化天然气(LNG)外输量的波动对BOG再冷凝工艺提出低能耗、大弹性、易操作的要求。以系统总能耗最小为目标函数,对建立的BOG多阶压缩再液化工艺模型中压缩阶数和阶压比等参数进行了优化,并分析了该工艺模型在工况波动影响系统能耗时的各阶压比的抗干扰性及系统的操作弹性。结果表明:多阶压缩工艺系统阶数越多,系统的总压比、总能耗越小,BOG处理能力也越大;但随着系统阶数的增加,节能效果降低。多阶再液化工艺中二阶系统比现有一阶系统的操作弹性增大12%,且在LNG与BOG质量比≤10时,二阶系统的BOG压缩功耗可节约33%以上。针对一般气源型接收站工况,二阶系统是节能且操作弹性大的BOG处理工艺。     

针对LNG接收站BOG再冷凝工艺预冷法优化方案的改进

国内外学者提出过许多关于液化天然气（liquefied natural gas，LNG）接收站蒸发气（boil-off gas，BOG）再冷凝工艺的优化方案。其中，采用预冷法对再冷凝工艺进行优化的方案由于前期投入较少且优化效果明显，更具有现实意义。然而，现有的预冷法优化方案还存在着优化原则不清晰和考虑工况不全面等问题。本文介绍了LNG接收站现有BOG再冷凝工艺流程与经预冷法优化后的再冷凝工艺流程，分析得到了预冷法优化的理论原理。针对接收站两种典型工况提出了相应的优化原则。以江苏如东LNG接收站现有再冷凝工艺流程为计算实例，运用HYSYS软件对优化前后的再冷凝工艺进行模型建立与流程模拟，应用所建模型对优化前后的再冷凝工艺总功耗进行对比分析。结果表明：经改进后的再冷凝工艺预冷法优化方案可以有效地根据相应的优化原则对两种典型工况进行优化。通过将研究成果应用于江苏如东LNG接收站可知，在两种典型工况下，优化后的BOG再冷凝工艺较原工艺分别节约系统总功耗9.8%和21.5%。     

液化天然气接收站蒸发气回收优化技术

以大连液化天然气(LNG)接收站为例,利用Aspen软件对LNG接收站蒸发气(BOG)处理工艺流程进行分析。提出了BOG再冷凝液化与直接压缩混合使用的运行方案,并且在再冷凝工艺流程中增加预冷装置。分析结果表明:当接收站能够稳定提供足够量LNG时,系统优先选择再冷凝工艺路线,否则自动切换至高压压缩工艺路线,并直接输送至管网。该混合使用方案能够解决因储罐及管网内BOG压力过高而放空所造成的能源浪费问题。再冷凝工艺流程中,加装预冷装置之后,压缩机较加装之前节约能耗37.4%。     

BOG再冷凝处理工艺模拟与改进

以国内某LNG接收站BOG再冷凝处理工艺为研究对象,建立了LNG接收站内BOG再冷凝处理工艺模型,对BOG再冷凝工艺流程进行了模拟,计算出各物流节点的参数运行结果并进行分析。为分析BOG再冷凝工艺设备能耗和物料比消耗情况,选取了BOG压缩机出口压力、BOG流量和BOG温度三个关键运行参数分析其对工艺能耗的影响,提出相应改进措施。在此工艺基础上,使用HYSYS工艺流程模拟软件对现有BOG再冷凝工艺进行改进,采用对BOG采用先预冷再冷凝与高压LNG两级膨胀做功相结合的方法,实现工艺的改进。结果显示,改进后的BOG再冷凝工艺节约过冷LNG量为5 485 kg/h,节约设备总能耗1 369.2 k W,降低工艺能耗的效果显著。     

利用常温压缩机处理LNG接收站BOG的工艺探讨

液化天然气（LNG）接收站运行过程中会产生一定量的蒸发气（BOG）,目前常用火炬、压缩、再冷凝三种工艺来处理BOG。由于BOG温度较低,压缩工艺中普遍采用的是低温压缩机。然而低温压缩机造价十分昂贵,极大地降低了LNG接收站的经济效益。为此,提出了一种利用常温压缩机处理BOG的工艺。该工艺利用压缩机出口的高温BOG来加热压缩机进口处的低温BOG,一方面提高了压缩机进口温度,使得常温压缩机代替低温压缩机成为可能;另一方面,降低了压缩机出口BOG的温度,减少了BOG再冷凝所需冷量。借助HYSYS软件对低温压缩和常温压缩工艺进行了模拟分析,结果表明对于小型LNG接收站,常温压缩机工艺更有优势。     

LNG接收站内BOG再冷凝工艺的计算与优化

液化天然气(LNG)的储存过程中往往产生大量蒸发气体(boiled off gas,BOG),而LNG接收站内传统BOG再冷凝回收工艺具有能耗高、工况适应性差等缺点。基于ASPEN HYSYS软件对传统BOG再冷凝工艺进行建模,确定了影响能耗和质量比的3个主要因素：BOG处理量、压缩机和低压泵出口温度、外输压力,分析了3个主要因素对BOG再冷凝系统的影响规律,在传统BOG再冷凝工艺的基础上提出预冷式BOG再冷凝工艺,并对LNG接收站进行了最小外输工况的分析。模拟结果表明：在相同工况下,预冷式BOG再冷凝工艺较传统工艺节能效果显著,质量比和最小外输量均有明显下降。     

LNG工厂中的BOG处理工艺浅析

我国已经进入LNG行业快速发展的时期,建设了100余座LNG工厂。BOG气体处理工艺是LNG工厂工艺技术中的关键工艺和难点技术。文章介绍了BOG增压外输工艺中常用的两种压缩机的特点,同时介绍了两种BOG加热工艺的优缺点,为LNG工厂的优化建设提供参考。     

LNG项目工艺区预冷技术服务总结

LNG接收站建设完工后,设备和管道是常温的;所以在调试接收站期间,需要预冷管道,将管道和设备的温度降到零下120℃以下。低温LNG如果瞬间进入常温储罐和管道,会使储罐和管道局部遇冷,大幅度的快速收缩,进而破坏储罐和管道[1]。所以为避免管道在预冷时被破坏,编制预冷方案和预冷技术服务是LNG接收站建成后的必需环节。本文从工程设计技术服务的角度,对国内某个LNG扩建项目工艺区设备、管道的预冷方案、预留实施效果及技术服务要点进行了简要总结。     

LNG接收站扩建工程兼容性设计及预冷问题简析

LNG接收站建设日益迅速,国内的LNG接收站已进入到扩建期,扩建工程与现有工程存在交叉界面多,低温管道预冷投产过程对在建工程运行影响大等问题。本文通过分析扩建工程与在建工程的兼容性设计,优化工艺及设备方案,保证扩建后LNG接收站整体运行的安全可靠。针对预冷过程的方案及预冷问题分析,提高预冷过程的效率。通过综合分析进一步保证LNG接收站扩建工程从设计源头保证装置运行的安全与稳定。     

一种蒸发天然气再液化氮膨胀制冷工艺流程的优化和海上适应性分析

大型液化天然气(LNG)运输船在运输过程中,会吸收外界热量,而使LNG受热气化为天然气。为避免压力超限LNG运输船发生危险,用蒸发天然气(BOG)再液化系统将天然气再液化成为一种优选处理方式。本文针对一种新型氮膨胀流程进行模拟,并进行流程中关键参数的优化。将优化后的流程与丙烷预冷混合冷剂制冷流程进行对比,结果表明:以产品LNG比功耗为衡量指标,对5个关键参数(换热器中BOG气体出口温度、BOG一级压缩机出口压力、换热器中氮气出口温度、膨胀机膨胀后压力及氮气压缩机的压力分配等)进行优化,降低了系统的比功耗;与丙烷预冷混合制冷流程比较,氮膨胀流程比功耗略高,流程简单,设备较少,更加安全;文中所选氮膨胀制冷流程比丙烷预冷混合冷剂流程更适合于LNG运输船上BOG再液化。     

物理化学基本原理在LNG接收站中的应用

LNG接收站是LNG接卸、存储、气化、液态装车综合一体的LNG处理工厂,包括卸料设施、储罐、BOG处理设施、气化器、装车设施、LNG增压泵及公用工程等主要设备设施。在LNG接卸、存储、气化、液态装车及相应BOG处理过程中,伯努利方程、理想气体方程、欧拉方程、气体燃烧、海水电解等物理化学基本原理广泛应用,只有掌握了LNG接收站涉及的物理化学基本原理,才能更好地理解相关工艺操作原理,熟练解决各类运维问题,促进LNG接收站平稳运行。     

LNG项目中低温管道的布置

基于某20万t/aLNG液化气化装置,从管道布置专业的角度出发,基于现行国标和行业标准,结合项目中的实际工作经验,挑选了装置中的两种最具代表性的低温管道(LNG管道、BOG管道),根据管道的低温特性,对它们的布置要点及难点进行讨论,并提出了有效的布置措施。     

试析LNG接收站首船接卸中的重点及注意事项

阐述了LNG接收站首船接卸中的重点,主要从准备工作、操作基本流程、储罐BOG置换和预冷、LNG填充等方面进行了论述,并提出了LNG接收站首船接卸中需要注意的事项,以供读者参考。     

LNG接收站BOG再冷凝工艺模拟及分析

以国内某LNG接收站气源及设备操作参数为依托,利用Aspen Hysys软件建立对LNG接收站BOG处理工艺流程模型。通过控制再冷凝器气相出口流率,改变LNG流量得到BOG完全再冷凝所需最小LNG量。同时,利用单因素分析法,模拟分析BOG流量、LNG低压泵出口压力、BOG压缩机出口压力及气源气质对BOG再冷凝工艺的影响,可以看出,再冷凝工艺系统所需LNG量与BOG流量呈正线性变化关系;在一定压力范围内,再冷凝工艺系统所需LNG量随BOG压缩机出口压力增加而减小;超出一定压力后,再冷凝工艺系统所需LNG量随BOG压缩机出口压力增加而增加;再冷凝工艺系统所需LNG量随LNG低压泵出口压力增加而增加;甲烷含量越高的LNG,其BOG中甲烷含量越少,冷凝单位质量BOG所用的LNG用量越少。