青岛LNG接收站气化单元优化运行模拟研究

针对青岛LNG接收站气化单元进行运行优化的模拟研究,在满足气化器安全运行的前提下对设备可操作参数进行优化以达到降低能耗目标。青岛LNG接收站目前有ORV和SCV两种气化器,LNG在ORV中与海水换热气化,工艺简单,运行成本较低,但受海水温度限制;SCV利用燃料气燃烧提供的热量气化LNG,不受季节影响但运行成本较高。本文以Aspen HYSYS软件模拟为研究手段对青岛LNG接收站气化单元进行研究,建立符合实际流程的LNG接收站气化单元稳态模型,对非冬季工况和冬季工况下不同海水温度的ORV海水用量进行优化研究,得出不同工况下海水泵最佳开启台数;针对冬季海水温度极低工况,设计符合实际的冬季ORV、SCV联合运行方案,指导现场实际生产,降低气化单元气化运行成本。     

海水开架式气化器的运行与维护

随着清洁能源被广泛运用,我国建立了大量沿海接收站。目前,国内液化天然气(LNG)接收站大多数选用了海水开架式气化器(ORV)进行LNG的气化。ORV与海水换热气化,节约能源且环保。介绍了ORV的结构、工作原理、运行控制系统、ORV的加压预冷及启停操作、运行操作经验和ORV的日常巡检与定期检查维护,总结了运行操作经验,对日常巡检与维护进行了分析,总结出如何使ORV运行更加平稳。     

LNG接收站开架式气化器在高含沙海水工况下使用的探讨

开架式气化器(Open Rack Vaporizers,简称ORV)是LNG接收站中的关键设备,它以海水为热源气化LNG.ORV对海水的含沙量有一定的要求,文章针对江苏LNG接收站中开架式气化器在高含沙海水工况下的使用情况,根据海水中含沙量和粒径分布特点,分析了海水过滤的可行性,同时在对ORV表面Al-Zn金属涂层的磨损特性进行分析的基础上,推算了海水过滤前后Al-Zn合金涂层的使用寿命.     

LNG接收站在海水低温条件下的ORV节能运行技术

为了保证海水温度不影响LNG接收站开架式气化器(ORV)气化的LNG额定流量,ORV设计文件要求当海水温度低于5.5℃时,不得运行ORV,需改用浸没燃烧式气化器(SCV);但由于SCV运行成本远远高于ORV,因此,如何在海水温度低于5.5℃时仍然能运行ORV便成了研究的重点。在海水低温条件下运行ORV的关键是确定ORV最小海水流量和最大LNG流量。因此,首先以ORV性能曲线为基础,确定其机械限定LNG流量和特定条件下ORV入口海水温度在2.5~5.5℃范围内的固有性能曲线,然后通过实验获得特定条件下入口海水温度在1.0~2.5℃范围内的试验性能曲线,进而分段建立特定条件下入口海水温度、LNG入口压力、最大LNG流量与最小海水流量间的计算模型,并由1st Opt软件采用多元非线性拟合确定模型系数,最后由能量守恒定律求解实际运行中的ORV最小海水流量和最大LNG流量,同时设计出了计算软件。实际运行结果表明该软件计算的最大相对误差仅为0.94%。在中国石油大连液化天然气有限公司LNG接收站的实际应用效果表明:在2012—2013年间,海水低温下ORV节能运行技术为该LNG接收站节约气化成本5 982万元。     

开架式海水气化器换热管的防腐处理

介绍了195 th-1开架式海水汽化器(以下称为ORV)科研项目中ORV换热管的防腐情况。ORV是LNG接收站中海水为热源换热的关键设备,通过海水不停的对汽化器的换热管不停的冲刷从而实现低温LNG换热。换热管为ORV设备的关键部件,换热管的材料为6063-T5铝合金,由于长期受到海水的冲刷,海水对换热管造成一定的腐蚀,换热管一旦被海水腐蚀,就可能发生孔蚀,从而降低材料的强度,使材料产生断裂或剥离。根据换热管的材质特性和海水的腐蚀情况对换热管通过控制海水的质量:海水不含汞和铜,海水温度高于5℃,海水含沙应小于148 mg/L,使海水对换热管的腐蚀降低;另外换热管表面用热喷涂工艺喷涂防腐涂层,涂层为Al-2%Zn,厚度为70~400μm。并制定了详细的喷涂工艺以及检测程序以确保涂层的质量。     

不同工况下开架式气化器最小海水流量计算

由于液化天然气(LNG)流量、压力、温度、组分和海水温度的不同,开架式气化器(ORV)所需的海水流量也不一样,普遍产生能耗过剩现象。为了确定所需最小海水流量:以ORV性能曲线为基础,确定其机械限定LNG流量,并通过1stOpt软件采用多元非线性拟合找到特定条件时,不同LNG流量、压力和海水温度下所需最小海水流量的函数式;由BWRS方程计算特定条件及实际参数下ORV入口LNG、出口天然气(NG)的焓值,再由能量守恒原则得到实际所需最小海水流量;通过计算机编程设计出计算软件。为了验证计算精度,通过性能曲线数据、Apsen_Plus软件及能量守恒式计算出实际工况对应的理论最小海水流量;将理论海水流量与软件计算值对比求出相对误差。结果证明:最大相对误差小于3%,能较好地计算所需最小海水流量,为ORV优化、节能运行,海水泵选型、变频提供了一定的理论参考。     

海水开架式汽化器(ORV)涂层腐蚀分析及修复办法

LNG接收站的关键设备ORV涂层因受海水和大气中的Hg~(2+)、Cu~(2+)和Cl~-等离子长期作用产生腐蚀,一般每7-9年就需进行涂层大修。本文介绍了ORV腐蚀情况,分析了腐蚀机理,详细描述了针对此问题进行的涂层修复过程和注意事项,作为国内第一次大修ORV涂层的案例,对本行业其他公司ORV大修及加快国产化ORV生产工序具有借鉴作用。     

大型LNG中间介质气化器换热面积计算方法

随着LNG产业在国内外的飞速发展,对LNG产业链中关键设备的研究越来越重要,LNG气化器是LNG接受终端的关键设备之一。提出了一种新型大型LNG中间介质气化器(Interme-diate Fluid Vaporizer,IFV)换热面积的计算方法,利用一维数值模拟,对以海水为热源,丙烷为中间介质的中间介质气化器的三个关键部分:蒸发器、凝结器和调温器,分别建立了一维数值模拟模型,对中间介质气化器的换热面积进行了计算。利用该模型,可根据给定的运行工况分别求得IFV三个换热器的换热面积。同时可得到工质在IFV内的状态参数及换热器各部分的传热系数的分布。利用该计算方法得到的气化器换热面积,足以满足工程设计的精度要求。     

海水开架式气化器运行工况研究

阐述了应用动态模拟软件建立开架式气化器(ORV)系统动态模型,研究LNG流量、天然气管网压力、海水温度等因素扰动变化时,天然气出口温度、海水出口温度、海水进出口温差、ORV换热量、换热器平均温差等主要操作参数的动态响应趋势。分析表明,动态模拟能够准确模拟ORV主要工艺参数随相关扰动因素的变化特性,可指导设计人员的选型设计和操作人员的安全运行实践。     

LNG接收站海水泵及高压泵变频节能探究

国内LNG接收站通常采用一台海水泵额定流量运转为一台开架式气化器(ORV)提供海水的模式气化LNG,非冬季运行,由于海水温度较高、外输天然气流量较小,ORV所需海水流量小于海水泵额定流量。所以,此运行模式普遍存在能耗过剩。同时,由于外输天然气压力调节范围较大,而高压泵只能提供其额定出口压力。因此,当外输天然气压力较小时,高压泵出口压力过剩,导致能耗过剩。为了解决海水泵、高压泵能耗过剩问题,开展了对其变频节能的探究。首先,分析了海水泵、高压泵变频的必要性;然后,以海水泵为例,以其特性曲线为基础,计算了海水泵工频出口压力及电机功率,再运用二分法及泵相似理论计算了海水泵变频电机功率;之后对海水泵及高压泵工频计算进行了误差分析,最大相对误差为3.5%;最后,通过能耗对比发现:海水泵采用变频,每年可节省电能39.41%;高压泵采用变频,每年可节省电能47.39%;采用海水泵、高压泵变频,接收站每年可节省经济成本约426万元。     

BFe30-1-1铜镍海水冷却器管侧泄漏原因分析

渤海某浮式生产储油装置工艺系统BFe30-1-1铜镍海水冷却器在使用过程中发生了管侧泄漏问题。从材质、焊接性能、海水水质、运行状况及腐蚀机理等方面,系统地分析了冷却器发生管侧泄漏的原因,并提出了预防措施。海水点蚀和冲刷腐蚀的共同作用是导致冷却器换热管管端及焊缝区域腐蚀的主要原因,管侧大量海生物随机堵塞换热管所产生的不稳定液体强力冲击是导致浮头密封面失效的主要原因。建议采用TA2等耐腐蚀和耐冲刷材料的换热管,采用复层开槽的胀焊结构连接换热管与管板,并根据实际运行情况灵活控制冷却器管束的清洗周期,密切监视冷却器海水侧的压降变化,合理调节电解铀装置开度。     

塔河油田换热设备腐蚀与防护措施探讨

针对塔河油田站内换热设备腐蚀失效问题,采用案例分析和现状分析相结合的方法,分析发现换热设备的失效类型主要为腐蚀穿孔,多发生在管束本体以及管束与管板的焊缝位置,服役介质多为含水油气介质与循环水介质.换热设备的失效不仅与换热设备材质、服役介质有关,也与换热设备的结构设计、焊接工艺、安装位置和生产管理情况有关.因此,分别从选...     

ORV和SCV冬季运行经验分析及运行优化

开架式海水气化器(ORV)与浸没燃烧式气化器(SCV)和中间介质气化器(IFV)相比具有明显的节能降耗的优势。为了更好利用ORV的这种优势,对近两年冬季ORV运行做了分析研究,并与SCV运行成本做了对比,从而对ORV冬季进行优化。     

污水汽提分凝液冷却器管束泄漏原因分析

介绍了大连石化分公司1.4 Mt/a重油催化裂化装置污水汽提单元一、二级分凝液冷却器的工艺流程及日常运行修理情况,在2012年停工消缺期间发现管束因结盐堵塞并出现大量泄漏现象,冷却器丧失冷却功能,严重影响污水汽提单元的正常运行。针对相关腐蚀情况分析了管束泄漏原因。分析得出:管内壁腐蚀为海水腐蚀,但造成管束泄漏的主要原因是氯化铵在换热管内壁形成垢下腐蚀,管束外壁则由于Cl-和H2S形成的孔蚀和点蚀综合作用导致换热管穿孔泄漏失效。针对上述原因提出了管束材质升级和加强腐蚀监测等解决措施,保证污水汽提单元的运行稳定。     

净化厂换热器腐蚀影响因素及原因分析

目的 分析川渝某净化厂换热器的腐蚀原因及影响因素,探讨解决措施。方法 通过微观分析换热管束泄漏的原因,采用旋转挂片法室内考察了换热器内循环水中的Ca²⁺、HCO^-₃、Cl^-、SO₄^2-对腐蚀的影响。结果 换热管束泄漏是由腐蚀导致的,腐蚀从管束的内表面开始,逐渐形成腐蚀孔,最后导致换热管出现腐蚀泄漏。循环水中Ca²⁺、HCO^-₃对水质的腐蚀性影响较大,当循环水中的ρ(Ca²⁺)低至44 mg/L时,系统中碳钢的腐蚀速率高达1.05 mm/a。结论 为了防止管束发生腐蚀失效,需要加强水质控制,提高系统的Ca²⁺含量、碱度,或者更换耐蚀性更高的材质。     

某海洋平台发电机海水冷却器腐蚀分析

为了避免海洋平台发电机海水冷却器发生泄漏事故,针对某海洋平台发生主机海水冷却器泄漏事故展开分析,首先从运行工况、腐蚀形貌和标准规范角度进行宏观事故分析,然后从腐蚀机理对钝化膜的失效破坏展开深入分析,给出了诱发腐蚀的环境因素及腐蚀成因,即在密闭不流动海水环境下管束内形成沉积物,沉积物及周围局部发生氧浓差反应,使换热器管束表面钝化膜破坏失效产生点蚀穿孔。根据分析结果,提出基于钛材的双层套管式换热器的系统性防泄漏解决方案,为后续海洋平台主电站海水冷却器的设计与选型提供理论基础和依据。     

稳定塔塔底重沸器换热管束失效浅析

对中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司稳定塔塔底重沸器换热管束失效的情况和原因进行了分析。在各种腐蚀因素中,介质温度、腐蚀环境、材质的耐腐蚀性和壳程流体流动不畅等是造成管束失效的主要原因。为了减少管束失效,在重沸器的设计和工艺操作的优化方面提出了几点建议。     

超级开架式气化器传热管换热过程的数值模拟分析

超级开架式气化器（SuperORV）是一种以海水为热源的新型气化器,它采用双层结构的传热管,可有效改善传统开架式气化器管束外结冰的状况并提高换热效率,而目前国内对该装置传热性能的研究还较少。为此,对SuperORV关键传热单元--传热管的换热过程进行了模拟研究,建立了SuperORV传热管整体换热过程的传热计算模型。该模型利用两组离散化方程组分别描述了SuperORV传热管气化段和加热段的传热过程,在给定的尺寸和边界条件下对传热管的整体换热性能进行了数值模拟,得到了传热管各个局部的表面换热系数和温度分布曲线,进而推导出了传热管总换热系数和热流密度的分布曲线。海水和外翅片管上的温度分布曲线可用于预测传热管外表面易结冰的位置,传热管总换热系数和热流密度的分布曲线则可为传热管的整体换热性能描述提供帮助。该模型及相关模拟分析可望为该类气化器的设计、选型和运行管理提供参考。     

冷凝器钛材换热管束开裂失效原因分析

某厂精对苯二甲酸装置氧化反应单元反应器一级冷凝器的钛材(TA2)换热管束发生失效泄漏,通过宏观及微观形貌分析、垢样成分分析、金相组织分析等分析手段,结合换热管束工况条件和介质组成,对换热管束失效原因进行了分析,结果表明:钛材换热管束在含溴醋酸介质、190℃高温环境下吸氢,产生大量的氢化钛,发生了氢脆。溴离子的存在加剧了钛材的腐蚀,在残余应力的作用下,钛材容易在焊缝处出现开裂失效。     

MTBE装置冷却器管束腐蚀穿孔失效分析

通过宏观、微观分析的科学方法,对MTBE装置冷却器管束进行了失效分析。结果表明,冷却器管束腐蚀穿孔的主要原因是由于冷却水在换热管内壁上严重结垢造成的,并提出了相应的整改建议。