大型LNG储罐储液翻滚特性的多阶段研究

一般认为相邻两层LNG间密度差大于0.5 kg/m3、温度差大于0.2℃就会引起LNG翻滚,导致大量LNG快速蒸发,罐内压力急剧升高影响存储安全,不仅浪费资源且造成极大安全隐患。在罐内LNG液体已经形成分层且可引发翻滚的基础上,利用Fluent软件建立罐内LNG翻滚过程中气相空间数值计算模型。得出主要结论如下:(1)储罐内LNG分层后翻滚过程可以分为四个过程:界面扰动阶段、扰动发展阶段、剧烈翻滚增压阶段和平稳恢复阶段;(2)储罐内LNG发生翻滚时,罐内LNG迅速蒸发,罐内压力急剧上升至储罐最大工作压力时,安全泄放阀打开泄放气体以防止罐内超压;(3)研究表明16万m3储罐充满率为70%、上层重质LNG厚度为1 m、LNG分层间密度差为1 kg/m3时,翻滚发生时的平均蒸发速率是静态蒸发速率的32.3倍,安全泄放阀在翻滚发生约16 h后打开泄压。     

液化天然气供气站的工艺设计

〗LNG供气站的设计核心是工艺设计，设计中应注意以下几点：正确处理技术先进性与经济合理性的关系，综合权衡设置费与运营费的比例，力求项目全寿命费用最低；大多数城市LNG供气站均利用空气气化LNG，单罐容积为100 m³的真空压力式储罐广泛用于储存量为1200 m³以下的LNG供气站；为正确设置储罐安全阀的开启压力和排放压力，必须根据储罐的最高工作压力按照规范正确确定储罐的设计压力；储罐上2套独立的液位计和高、低限报警自动切断装置可确保储罐安全运行；空温式气化器的气化能力按用气城市高峰小时计算流量的1.3~1.5倍确定，为便于自然化霜应设置2套空温式气化器切换使用；空温式气化器出口串接水浴式加热器可提高冬季或雨天出口天然气温度，保护碳钢管道并降低供销差；LNG储罐区应设置围堰，消防用水量为喷淋与水枪用水量之和。最后建议，必须尽快颁布国家LNG设计规范，以提高我国的LNG设计水平。     

大型LNG储罐翻滚的数值模拟与影响因素分析

大型LNG储罐在储存与充装LNG过程中,储罐内LNG因密度差异可能会产生分层和翻滚现象,导致罐内液体短时间内大量蒸发,压力增加,顶部的安全阀释放大量沸腾气体,从而在储罐周围形成爆炸性的LNG蒸气云,遇到点火源引发爆炸,严重威胁LNG储罐及接收站的运行安全。基于FLUENT计算流体软件建立二维数学物理模型,对LNG储罐分层与翻滚的传质传热过程进行模拟,通过研究初始密度差、初始临界密度差和翻滚系数找出LNG储罐分层与翻滚的主要因素。结果表明:LNG初始密度差的存在是导致翻滚发生的主要原因,初始密度差越大,越容易发生翻滚;应选用组分和性质相同或相近的LNG,采用合理的方式进行充装,增强储罐的保温措施以减小漏热;初始临界密度差和翻滚系数可作为储罐翻滚的有效判据。研究成果对于防止储罐翻滚,提前预警并采取有效措施具有一定指导意义。     

浅析LNG加气站储罐计量准确性的影响因素及对策

根据当前LNG加气站普遍存在储罐计量不准确、损耗数据不真实的情况,分析了影响LNG加气站储罐计量数据准确性主要因素,提出了对储罐容积表进行低温修正、防止储罐介质分层翻滚、提高液位计准确率等的应对措施,并推荐了计算储罐中LNG密度值的计算方法,且通过数据对比验证了该方法的准确性,能在一定程度上提高计量准确性,对厘清损耗真实数据具有较好帮助。     

LNG储罐中液化气翻滚原因及预防

LNG储罐中液化气翻滚会导致储罐损坏和发生液化气泄漏事故。文章介绍了LNG储罐中液化气翻滚产生的原因、危害及其影响因素，提出了储罐设计中应考虑的LNG分层的处理方案，实际生产运行中发生分层时应采取的措施等。     

小型LNG汽化站工艺系统

从目前国内现状看,成品LNG往往采用专用槽车运送至小型LNG汽化站,由槽车增压器自增压后压送到LNG储罐内储存,随后储罐的自增压汽化器对储罐进行增压,LNG液体在压力作用下,输送至LNG蒸发器进行汽化和加热。LNG汽化站通常还配有供水、供风、变配电、仪表控制以及消防设施,也可根据装置规模和站场做适当调整,或依托周边现有装备。随着国内大型LNG接收终端项目的建成投产,小型LNG汽化站建设已成为城市区域调峰和偏远工业用户气源供应的重要途径之一。     

加气站LNG低温储罐液位计的比选及优化方案

针对目前LNG加气站多采用差压式液位仪无法准确测量液位的情况,为探讨解决此问题的方案,介绍了四种适应LNG低温介质的液位计及其测量原理及组成,比较了优缺点,经过选择,最后提出采用在LNG储罐安装伺服液位计的工艺方案。该方案若实施,可实现LNG储罐的精确计算、安全操作。     

大型储罐内LNG翻滚机理和预防措施

对于连续生产运营的LNG接收站，LNG储罐一般不会完全倒空储存LNG。由于不同产地、不同批次的LNG密度不同，在充装密度、温度都不同的新LNG一段时间后，LNG在储罐内将产生分层，时间较长时容易产生翻滚，从而对LNG储罐的安全造成极大的威胁，也会增加处理翻滚产生的蒸发气的费用。分析了储罐内LNG液体翻滚的机理及其危害，研究了消除LNG分层、预防翻滚的对策。结论指出：利用储罐设计时提供的顶部卸料管和底部卸料管，在储罐投入运营后，当接卸的LNG密度与储罐内的LNG密度不同时，采用合理的卸料方式，不同密度的LNG将自动混合，不会产生明显的分层，进而极大地降低了翻滚发生的概率。     

LNG罐区仪表选型及测量管理系统设计

LNG储罐是储存液化天然气的专业储罐,其计量系统是LNG储罐中非常重要的部分,为此,应根据计量系统实际的功能需求对LNG储罐进行仪表选型,同时对整个计量监测管理系统进行设计。LNG储罐计量系统应用的主要仪表类型包括雷达液位计、十六点平均温度计、液位温度密度计和伺服液位计,这些仪表类型具有不同的特点,应根据实际需要进行选择以保证LNG储罐的运行安全。同时对LNG罐区的监测系统和库存管理系统进行优化设计,进一步保障LNG罐区测量管理系统的稳定运行。     

液化天然气储罐仪表设计探讨

结合液化天然气(LNG)储罐的特点,叙述了LNG储罐仪表的选型和安装;重点阐述了温度仪表和液位仪表的设置,指出了温度、压力和流量仪表安装的注意事项;简要描述了储罐液位仪表的基本原理;讨论了用于保护LNG储罐安全的主要控制方案和联锁方案。该项目采用罐表系统(TGS)实现了LNG储量监测和翻滚预测;提出了罐表系统的基本组成和技术要求。     

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。     

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。     

中型单容LNG储罐在珠海天然气液化装置的应用

单容LNG储罐在中小型天然气液化装置中应用广泛,且造价低廉,但其安全性较低。静态日蒸发率的高低及压力控制系统是否能够控制储罐压力在正常范围内是衡量单容罐性能优良与否的重要表征。珠海天然气液化装置拥有两座相同的中型单容LNG储罐,从该装置的实际运行情况出发,测算了储罐的静态日蒸发率随充满率的变化情况,并分析说明造成储罐压力快速变化的原因以及压力控制系统的控制效果。     

小型LNG运输船装船过程BOG产生量的计算

采用流程模拟软件稳态模块建立小型LNG运输船装船工艺BOG产生量的计算模型,研究LNG原料储罐操作压力、运输船储罐操作压力等因素对装船工艺BOG产生量的影响趋势。并利用流程模拟软件动态模块建立装船工艺的动态模型,模拟LNG运输船船舱储罐温度、压力、回气量等参数随装船时间的变化。模拟结果分析得出:LNG运输船船舱操作压力与LNG原料储罐操作压力的相对差值是决定是否产生BOG的关键参数;合理选择船舱储罐的操作压力,可同时实现LNG供应方和购买方双方共赢的效果。     

LNG接收站储罐冷却过程中蒸发气体的零排放技术

LNG接收站的大型储罐在投用前需要逐步冷却至-162℃,冷却前储罐内充满氮气,冷却过程中将产生大量高含氮气的蒸发气体(BOG),LNG接收站工艺系统无法对其回收利用,只能直接排放至火炬;同时LNG储罐冷却中后期产生BOG的流量极大,超出了接收站BOG的回收处理能力,大量BOG被排放至火炬,造成大量浪费。为此,珠海LNG接收站通过调研国内已投用LNG储罐的冷却方式,并对其预冷过程进行研究,创新性地提出了储罐冷却前下排式氮气置换法和"BOG+LNG"储罐冷却工艺,降低了LNG储罐冷却过程中BOG的氮气含量,提高了LNG接收站冷能利用效率,同时也降低了BOG的产生量,使之能更好地匹配于LNG接收站BOG的回收处理能力。现场实验结果表明:(1)下排式氮气置换法能够在LNG储罐冷却前将罐内氮气置换至合格要求;(2)"BOG+LNG"储罐冷却工艺能够有效降低LNG储罐冷却过程中BOG的产生量,使之不超过LNG接收站的回收处理能力,实现了LNG储罐冷却过程中BOG的零排放。该方法可作为LNG储罐投产试车的借鉴和参考。     

液化天然气储罐用9％Ni钢设计许用应力分析

9％Ni钢板作为内罐材料被广泛应用于大型液化天然气（LNG）储罐建设中,目前国内LNG项目中9％Ni钢基本依赖进口。国内在进行LNG储罐设计时,许用应力取值差异较大,直接影响内罐壁厚的最终计算取值。以国内两个已投产LNG项目设计时9％Ni钢设计许用应力取值为基础,对材料许用应力取值上的差异进行了比较和分析。     

LNG大型储罐加强圈设计

LNG大型储罐是液化天然气储运过程中的重要设备,加强圈是大型储罐的重要组成部分,它们能提高和保证大型储罐的安全性与抗失稳能力。而与LNG大型储罐加强圈相关的设计在国内的工程实例较少。本文借鉴常用的国际标准,讨论LNG大型储罐不同部位加强圈的设计方法,为以后在大型储罐加强圈设计方面提供参考依据。运用所讨论的设计方法并结合国内某LNG接收终端项目的基础数据,对LNG储罐加强圈进行设计计算,得出的结果与参考项目吻合较好。     

接触爆炸作用下特大型LNG储罐的动力响应分析

评估特大型(16×104 m3及以上)液化天然气储罐的安全性至关重要,但国内外未见该类储罐抗爆的详细研究,国外现行规范也不能完全满足其安全评估的要求。为此,以某特大型LNG储罐为原型,根据其特有的结构形式,采用流固耦合ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)算法,对900kg等效TNT炸药在储罐最薄弱处(穹顶中心)爆炸时,爆炸冲击波作用下储罐的动力响应进行了数值模拟分析。由此得到了爆炸冲击波的初始峰值和衰减关系,并通过与经验公式的对比验证了荷载的可靠性;进而得出了接触爆炸作用下储罐结构的破坏情况,以及混凝土、钢筋等的应力分布规律和混凝土单元的位移、加速度响应。结果表明:①等效质量900kg TNT炸药在储罐穹顶顶心处接触爆炸后会在穹顶顶心部位形成一个半径为3m的大变形区;②爆炸对爆心附近25m内的结构影响较大;③900kg TNT炸药等效荷载约为该结构极限承载力。分析结果可为特大型LNG储罐的安全防护对策制定和日常的安全运营提供参考。最后还对储罐的抗爆设计提出了相关建议。     

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。