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。     

大型LNG储罐蒸发率校核与测定

蒸发率是LNG储罐设计的一项重要性能参数。介绍了大型LNG储罐保冷设计和漏热量计算,提出BOG蒸发率核算方法,为大型LNG储罐保冷设计提供了依据。     

大型三层金属低温全容罐保冷施工技术

三层金属液化天然气（LNG）全容罐的设计温度-196℃,工作温度-163℃,装置的运行及设计材料使用均属于超低温范围,任何天然气液体的泄露或泄露的迅速气化都会形成重大安全质量事故,所以对储罐本体绝热保冷施工质量要求极高。通过分析研究对罐底泡沫玻璃砖的施工平整度、罐壁珠光砂的填充方式、施工空气含水率均应进行质量控制,才能提高保冷效果降低储罐的日蒸发量。     

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。     

LNG储罐保冷施工技术

LNG储罐保冷施工具有工作量大、难度大、交叉作业多、作业风险高的特点,文章介绍了16.5万m3 LNG储罐保冷施工技术,对储罐各部位的保冷结构施工过程进行了较为细致的阐述,主要包括罐底保冷、高度5 m以下外罐衬板与热转角保护板之间夹层的保冷、外罐与内罐之间环形空间的保冷、铝吊顶的保冷以及储罐接管的保冷等五部分。     

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。     

2万立方米双壁低温液氨储罐保冷设计及选材

以工程实践为例,阐述了罐底和罐壁保冷全部在外罐外侧的2万立方米双壁低温液氨储罐的保冷结构设计,并介绍了保冷材料的选择和性能要求,为同类型低温液化气体的大型低压双壁罐的保冷设计提供了参考。     

LNG双金属全容罐温度场参数化计算与分析

为保证液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)双金属全容罐绝热结构设计的合理性,有必要对LNG双金属全容罐进行温度场计算及分析。以某项目已建29 000 m³ LNG双金属全容罐为例,基于有限元理论对LNG双金属全容罐进行温度场计算及分析,通过对比漏热量计算结果排除网格数量及边界条件对LNG双金属全容罐模型的影响,验证LNG双金属全容罐在操作工况绝热结构合理性及事故工况下热角保护结构稳定性,按照“建模、边界条件加载、求解及结果后处理”框架对温度场分析命令流进行参数化设计,实现LNG双金属全容罐温度场参数化计算目标,提高温度场分析计算效率。分析结果可为LNG双金属全容罐绝热结构设计提供指导。     

半地下坐地式LNG储罐电伴热系统的设计

相较于传统架高式液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)储罐,坐地式或半地下坐地式LNG储罐因采用低承台结构,本体的一部分会与周围土壤直接接触,且无空气流通空间,储罐内部的低温将通过储罐本体传导至罐外,影响储罐周围土壤温度;当土壤温度≤0℃时,土壤冻胀隆起,导致储罐受力不均。针对这一问题,首先分析了LNG储罐保冷结构,研究了不同保冷材料的导热系数,计算出储罐不同位置处的漏热量,并根据计算结果选择电伴热系统设计方案,最后采用软件建模仿真分析,进一步验证电伴热系统设计的合理性。电伴热系统可消除低温对储罐周围土壤造成的影响,且能保证储罐本体温度的一致性和连续性,有效避免罐内LNG沸腾。研究成果可为半地下坐地式LNG储罐在进行电伴热系统设计时提供借鉴。     

本期导读

<正>研究探讨RESEARCH DISCUSSION LNG全容罐包含金属内罐和预应力混凝土外罐两层罐体结构,在正常运行条件下,低温LNG液体储存在内罐中,在泄漏工况下,内罐中的LNG液体将与外罐内侧接触,此时外罐内外壁之间产生巨大的温度差,此温差需作为外罐结构设计的输入数据。《大型LNG储罐泄漏工况下外罐温度场分析》一文,基于LUSAS有限元分析软件采用2D轴对称实体单元对20万m3LNG储罐的混凝土外罐进行温度场分析,分析中考虑了保冷材料导热系     

全容式LNG储罐混凝土外罐的预应力方案计算

为确保全容式LNG储罐混凝土外罐的造价经济、受力合理,有必要对混凝土外罐施加预应力。从工程设计的角度出发,以全容式LNG储罐混凝土外罐的受力特性为基础,对混凝土外罐预应力方案的计算要点进行了较全面的分析和总结,提出了简单易行的计算解决方案,并以16万m3LNG储罐为例,给出了详细的计算过程,实践证明提出的计算方案是正确的。     

浅析全容式LNG储罐干燥置换技术

全容式液化天然气(LNG)储罐一般由预应力混凝土外罐和低温钢制内罐组成,操作温度约为-162℃,内罐用于储存LNG,预应力混凝土外罐能够阻止LNG蒸发气扩散,并能够在内罐出现泄漏时包容泄漏出的LNG。为了防止在储罐充装LNG时液位计或罐内泵等部件发生冻结现象,需要将LNG储罐内部空间干燥到特定露点值。另外,正式投用之前的LNG储罐内部空间的氧含量必须置换到特定水平,以防止在充装LNG过程中形成可燃性环境。需要进行干燥置换的内部空间包括内罐空间、罐顶空间和环形空间(包括罐底保冷层),通过向罐内通入干燥惰性气体,采用爆破置换法或活塞效应置换法,使内部空间水份含量和氧含量都达到LNG安全储存的要求。     

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...     

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。     

我国第一座16万m3全容LNG储罐

文章在对LNG储罐进行分类、对全容LNG储罐的结构性能特点进行分析的基础上,重点对我国引进的第一座16万m3全容LNG储罐的结构性能特点进行了论述,较详细地阐述了该储罐的设计特点、设计要求:介绍了该储罐预应力混凝土外罐、钢结构内罐的建造方法以及所用材料的特点等,并对我国今后一段时间LNG储罐的引进、设计、建造等工作提出一些经验性建议.     

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。     

我国第一座16万m^2全容LNG储罐

文章在对LNG储罐进行分类、对全容LNG储罐的结构性能特点进行分析的基础上,重点对我国引进的第一座16万m^2全容LNG储罐的结构性能特点进行了论述．较详细地阐述了该储罐的设计特点、设计要求;介绍了该储罐预应力混凝土外罐、钢结构内罐的建造方法以及所用材料的特点等．并对我国今后一段时间LNG储罐的引进、设计、建造等工作提出一些经验性建议。     

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.     

浅谈全容式地上LNG储罐保冷结构及蒸发率影响因素

本文结合天津某液化天然气(LNG)项目,介绍了LNG储罐的结构和保冷系统的组成,结合储罐预冷实践和已有文献资料,对于LNG蒸发率(BOR)的影响因素进行了分析。LNG生产企业能够通过有效控制LNG储罐的蒸发率,一方面可以提高收率,提升产量;另一方面可以降低能耗,减少不必要的无用功。     

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。