大型全容式LNG储罐绝热系统分析

本文以16×104m3LNG储罐为例,针对大型全容式LNG储罐绝热系统进行研究,将传热理论计算与温度场数值模拟分析计算结果进行对比,针对大型LNG储罐形成一套适合工程应用的传热计算方法及设计结构。     

LNG输送管道耦合传热的数值模拟

对LNG输送管道与其周围环境之间的耦合传热过程进行分析,包括管道与保温层之间的导热以及保温层与周围环境之间的对流传热和辐射,并对LNG输送管道的冷量损失进行了较为完整的分析和计算。用数值仿真对管道周围的流场和温度场进行模拟和分析,比较了不同厚度的保温材料、Reynolds数、环境温度以及阳光辐射等对冷量损失的影响。结果表明保温材料特性对LNG输送管道的冷量损失影响较为敏感。随着保温材料热阻的增加,Reynolds数、环境温度以及阳光辐射对冷量的损失的影响逐渐减小。     

全容式LNG储罐罐底保冷技术概述

以国内某16万m3LNG大型储罐为例,对罐底保冷系统的结构特点、施工顺序、安装技术等内容进行了叙述。     

全容式LNG储罐漏热量模拟分析

本文以某160000 m3全容式LNG储罐为例,介绍了全容式LNG储罐保冷方式的基本构成。通过大型分析软件workbench模拟了罐体各部分热量的传递,分析表明在正常工作情况下外罐与罐底交汇处热流量最大。提出对漏热量较大的外罐与罐底交汇处区域进行增加保冷层厚度、改良保冷材料等措施的优化方案。模拟结果可为工程实践提供参考。     

全容式LNG储罐的地震作用计算模型研究

介绍国际工程界常用的三种地震作用计算模型,对各个计算模型的优缺点进行分析比较,并对LNG储罐地震作用计算要点进行总结。     

管壳式换热器强化传热的数值模拟分析

阐述了换热器管程强化传热强化管和管内插入物2种结构及其性能特点,并用场协同原理和数值模拟方法分析了其强化传热机理。模拟分析的结果为:光滑管内,速度矢量与温度矢量二者之间的夹角接近90℃,传热效果较差;在管内插入物情况下:两者之间的夹角小于90℃,流场和温度场的协同性更好:从而实现了强化传热。     

SCV蛇形换热管内超临界LNG传热特性数值模拟

LNG沉浸式汽化器在液化天然气接收站应用广泛,管内超临界LNG的传热特性对SCV运行有重要影响,为此,建立了单根蛇形换热管内LNG流动传热过程的数值计算模型。分析了管程压力、热通量、入口速度及物性变化对管内流体温度与局部传热系数的影响规律。计算结果表明,局部传热系数沿流动方向呈先增大后减小的趋势,并在准临界点附近达到峰值;由于二次流现象,传热系数在弯管处发生突变。在操作压力范围内,压力越大,局部传热系数峰值越小;热通量越大,局部传热系数峰值越早出现,峰值过后系数下降越快,出现传热恶化现象;而入口速度越大,局部传热系数越大,其峰值出现位置越靠后。该数值模拟结果可为LNG沉浸式汽化器的设计提供参考。     

探析全容式LNG低温储罐建造技术

随着“双碳”战略的提出,我国对于天然气的需求也在持续增长。在此情况下,LNG低温储罐作为天然气储存和使用重要设备,其建造需求也在持续增长。据此,基于我国天然气储量及LNG行业发展现状,合理指出当前LNG低温储罐建造需求。同时,从全容式LNG低温储罐焊接工艺、全容式LNG低温储罐内罐壁板建造技术两个角度对全容式LNG低温储罐建造技术仅需分析说明,旨在为后续全容式LNG低温储罐建筑提供工艺技术参考。     

全容式LNG储罐干燥置换工程施工新技术

LNG接收站储罐工程机械完工后,需对LNG储罐内部进行干燥置换。本文以广西液化天然气项目16万m3LNG大型储罐为例,对采用"干空气干燥+压涨式氮气置换"的新型干燥置换施工新技术进行了叙述。实践证明采用新型施工方法可有效降低LNG储罐干燥置换过程中液氮的使用量和缩短施工工期。     

LNG混凝土全容储罐碳钢材料国内外标准分析

混凝土全容储罐是国内液化天然气储罐的主要结构形式,罐内金属材料的设计标准以欧洲标准或美国标准为主,其中外罐壁板、底板及环板、顶衬里板、抗压环、抗压圈、抗压环背部锚固件、连接板、节点板、预埋件、中心环翼缘、中心环腹板等板材常采用欧标S275J2及S355J2碳钢材料,穹顶梁框架纵梁和环梁常采用欧标S355J2碳钢材料。以碳钢板和碳钢穹顶梁H型钢为研究对象,通过欧标与国标的对比分析,从材料化学成分、机械性能、尺寸公差、超声波探伤等四个方面浅析国标替代欧标的可行性,为LNG全容储罐碳钢材料国标替代工作提供支撑。     

LNG船B型液货舱温度场模拟分析

介绍了液化天然气B型液货舱的结构,建立液货舱计算模型。然后,采用CFD数值模拟方法,计算分析了6种工况下LNG船液货舱的温度场分布和速度场分布以及传热量情况,并计算出了不同工况下的日蒸发率。研究结果表明在绝热层厚度350 mm且完好的情况下,LNG液货舱达到了日蒸发率不超过0.1%·d^-1的设计目标。研究结果为LNG船围护系统绝热设计和创新提供重要的参考。     

过冷中间流体气化器换热过程数值模拟

中间流体气化器(IFV)多采用丙烷作为中间流体,利用其蒸发、冷凝相变过程将LNG气化。为了减小气化器体积,采用过冷中间流体换热流程。对过冷丙烷换热流程中的换热器换热过程进行数值模拟,研究影响过冷流体换热的因素。结果表明,随着海水流率的增大,换热增强;随着海水入口温度的升高,丙烷和水的进出口温差变大。在实际的工程应用中,在允许范围内尽量增大海水流率,以提高换热器效率。换热器倾斜角度对换热的影响需通过实验进一步探明。     

中间介质气化器中超临界LNG换热过程分析

利用一维数值计算与CFD数值模拟的方法对中间介质气化器中超临界LNG的换热情况进行了研究。分析了工作压力与质量流量对LNG超临界换热的影响。结果表明在较低压力下,超临界LNG的传热系数及壁温会出现波动的现象,而改变质量流量对这种现象影响不大。除此之外,数值模拟结果表明,低流量工况下,超临界LNG在临界区附近由于物性的剧烈变化会发生传热恶化现象,而常用的换热关联式不能很好地预测这一现象,适当提高入口流量可以有效避免传热恶化现象的发生。     

有体积热源的矩形空腔内层流自然对流的数值模拟

对具有内热源方腔的稳态层流耦合自然对流换热进行了三维的数值模拟,采用的模拟代码基于连续介质计算力学的开源库OpenFoam,解决了自然对流换热与固体传热的耦合问题.Ra数的变化从105到109.对外壁面为常温、方腔内充满含体积热源流体的自然对流计算结果表明,温度场、速度场与非耦合的工况有很大差异.     

天然气井输出管道中流动和换热的数值模拟

建立了模拟气井内天然气向地面流动时其热力参数沿流程变化规律的模型。据此模型探讨了对天然气井实施保温措施的方案,并预估了采用某些保温措施的效果。     

竖直平面上的传热传质复合自然对流

用数值方法研究了竖直平面上因热及物质扩散引起的传热传质复合自然对流,得到了速度、压力、温度和浓度的分布及传热传质速率随浮力比的变化规律。研究结果表明：Ｎｕ与Ｓｈ在随浮力比Ｂ的变化过程中出现最小值,此时的浮力比Ｂｍｉｎ仅是Ｐｒ／Ｓｃ的函数;流型取决于浮力比和Ｐｒ／Ｓｃ,根据流型不同可在Ｂ－Ｐｒ／Ｓｃ坐标系中将流场划为４个区域。     

单相自然循环回路的强化对流传热特性

通过实验对比分析了带有单相自然循环回路元件的铜板与光滑铜板相隔冷热空气逆流换热的换热效果。 结果表明;相同泵耗功情况下;加装单相自然循环回路元件的换热板的换热量是光滑铜板的1.1~1.3倍。在此基础上;本文通过数值模拟进一步对比分析了加装单相自然循环回路元件与相同形状、尺寸的铜翅片换热效果;针对影响自然循环回路传热性能的主要因素;如循环回路高度、横向与轴向倾斜角度、冷热源温差等;进行了数值模拟研究。结果表明:只有当温差超过等效温差点后;自然循环回路元件的换热效果才强于相同形状和尺寸的铜翅片;随着几何尺寸减少以及倾斜角度的增加;自然循环元件与铜翅片的等效温差点随之升高。     

天然气纯氧换热式转化工艺、催化剂及设备的应用

介绍了天然气纯氧换热式转化装置的工艺流程、主要设备和催化剂应用情况。该装置设备材质及催化剂均实现国产化,运行状况良好。经多年节能挖潜改造,各项指标全面超过其设计值,吨氨消耗和综合能耗均低于Tandem工艺。     

边界层方程求解传热传质复合自然对流的偏差分析

引　言动量、能量及质量的边界层方程是Naveir Stokes完整方程的简化形式 ,自上世纪初提出以来 ,应用极广 .传热传质复合自然对流是自然界和工业过程中常见的现象 ,由于存在热与物质扩散两种浮力相对大小及方向的差异以及Prandtl数和Schmit数的影响 ,使该问题颇为复杂 .Bottema