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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

酯化反应釜夹套的传热计算

通过计算液相热媒夹套和气相热媒冷凝夹套的给热系数 ,进行定量的比较。指出应用气相热媒冷凝夹套的优点 ,并对它的设计进行了讨论     

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。     

惯性力作用下船用液化天然气储罐的应力分析

船用液化天然气储罐作为移动式压力容器,在运输过程中不仅承受静载荷,并且还承受一定惯性载荷的作用。相比传统的常规设计计算,使用有限元方法对于液化天然气储罐的结构强度分析将会更加准确方便。文中使用ANSYS软件对液化天然气储罐建立有限元模型,对于惯性载荷作用下的储罐进行了数值模拟,对于受到应力集中的局部进行应力分类和安全评定。仿真结果对于液化天然气储罐的设计制造提供参考和依据。     

烧结床层的热质分析

基于烧结生产的复杂物理化学过程,建立了烧结床层传热、传质和流动的二维非稳态数学模型,考虑了孔隙率、物料颗粒当量直径等床层结构影响参数的变化,并对气固传热系数进行了修正。通过数值计算,获得了烧结床层的温度场、结构变化和烟气的流场、温度场、浓度场等。烟气出口温度、床层总压降与生产实测值吻合较好,验证了数学模型的正确性。进一步分析了燃料配比、风量和给料温度等操作参数对烧结过程的影响。研究结果表明：燃烧带的厚度、最高温度随着烧结过程的进行而逐渐增加。床层孔隙率、颗粒当量直径的变化主要发生在燃烧带的熔融、冷凝阶段。料层压损最大的是燃烧熔融层,其次是混合料带,最小的是烧结矿层。增加焦粉含量、提高烧结混合料的初温,有利于提高成矿质量;风量过大时,会造成成矿质量下降、生产成本提高。     

球型固体热载体煤粉热解过程传热计算及分析

为了优化球型固体热载体煤粉热解反应器和操作条件,建立了热载体球煤粉热解过程的传热模型。计算了不同热载体与煤质量比、热载体初始温度及煤粒径下的煤颗粒温度分布。结果表明:增加质量比、提高热载体的初始温度能够提高煤热解平衡温度,缩短达到平衡温度所需时间;减少煤粒径同样可以缩短达到热解平衡温度所需时间。在热载体初始温度973.15 K,煤初始温度373.15 K,热载体与煤质量比大于4时,煤热解温度才能高于732 K。     

过冷中间流体气化器换热过程实验

中间流体气化器(IFV)是液化天然气浮式储存与再气化装置中关键设备之一。IFV较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,而过冷中间流体换热流程可以减小气化器体积。通过对过冷丙烷换热流程进行实验,充分结合实际FSRU海平面运行背景,验证中间流体丙烷在水平面和倾斜角度下的换热特性及对整个换热过程的影响因素。实验发现海平面的略微晃动对其换热有一定的增强;当海水温度随四季发生改变升高时,中间流体提供给LNG的气化换热量也会增大,海水进出口温度差也会增大;当海水流量变大时,整个过程的换热强度增大。     

螺旋隔板三维翅片管传热实验研究与数值模拟

文章对冷却水在换热器管程流动并与壳程的热油逆流换热条件下,对螺旋隔板三维翅片管换热器的传热与压降性能进行了实验研究,并与光滑管进行了对比。在相同壳程Reynolds数下,三维翅片管的壳程Nusselt数是光滑管的2.2—2.9倍,而压降是光滑管的2.3倍左右。采用计算流体力学软件F luent 6.0对螺旋隔板三维翅片管和光滑管换热器进行了数值模拟。结果表明,螺旋流条件下光滑管表面速度矢量均匀、稳定,而三维翅片表面的速度矢量因翅片激发流体而产生湍动和不规则的二次流,从而强化了流体的对流传热。对于螺旋隔板三维翅片管换热器,壳程Nusselt数和压降的数值模拟结果与实验计算值吻合良好,最大偏差分别为6.3%和9.8%。     

利用MathCAD进行耐火内衬的传热计算

介绍了利用MathCAD进行耐火内衬各个界面、外壁温度的计算,说明MathCAD是工程设计在选择耐火材料和耐火衬厚准确、快捷的工具。