大型液化天然气储罐吊顶结构设计浅析

大型液化天然气(LNG)储罐铝吊顶结构用来吊挂顶部玻璃棉保冷材料,国际LNG储罐承包商大多数都拥有自行编制的铝吊顶设计软件。吊顶设计中需考虑吊顶及保冷层重力和低温收缩应力综合作用下的结构受力,欧洲和美国等国际储罐设计规范中对此部分的设计描述不多,铝吊顶结构设计为储罐设计难点之一。以国内某已建大型LNG储罐吊顶参数为例,对铝吊顶计算理论及力学控制方程进行了初步探讨,并对迭代求解过程进行了介绍。求解结果显示,吊顶结构存在很大的力学富裕量,较为安全合理。     

减小27万m3LNG储罐铝吊顶焊接外观变形量措施分析

结合江苏LNG一期扩建储罐铝吊顶安装焊接实例,通过多项分析对比,着重研究导致大型液化天然气（LNG）全容式储罐的吊顶铝板焊接变形量大的种种原因,并对各种原因进行调查分析找到了主要原因两项：焊接顺序确定和吊杆固定、点焊时间控制,并且对两大主要原因如何进行控制进行了重点分析,成果验证良好。对以后大型LNG全容式储罐吊顶铝板焊接变形控制具有重要的指导意义。     

瓦楞型铝吊顶在大型LNG储罐中的应用

瓦楞型铝吊顶结构首次应用于中石油江苏LNG项目二期工程20万m~3LNG储罐。首先介绍了瓦楞型铝吊顶设计理念和优点;通过对比瓦楞型铝吊顶和平板型铝吊顶的结构形式、材料消耗及建设工时,得出前者可节省原材料、缩短工期的结论;最后阐述了瓦楞型铝吊顶的安装工艺和施工注意事项。     

LNG全容罐穹顶建造工艺

随着LNG行业的发展和需求量的增加,国内外均在大量建设大型液化天然气接收终端和天然气液化厂,而LNG混凝土全容罐作为一种安全性非常高的存储设施被广泛使用。作为LNG全容罐混凝土外罐罐顶浇注和内罐吊顶保温层支承的穹顶结构是LNG储罐建造中的一项重点和难点,本文以天津LNG全容储罐为例介绍穹顶结构的建造工艺。     

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。     

LNG全容储罐保冷系统及其性能探究

为了探究LNG全容储罐的绝热性能和保冷系统,给出了LNG储罐各部分主要的保冷材料及其性能特征,以及可供参考的保冷系统施工工序和安装方法。分别从罐底、罐壁和罐顶分析漏热量,提出了大型LNG全容储罐漏热量和静态日蒸发率的计算方法。以国外某20×104m3LNG储罐为例给出了漏热量和日蒸发率的计算结果,得出其日蒸发率符合保冷设计要求。分析影响LNG储罐蒸发率的主要因素,得出LNG储罐存在一个"最优直径"和"最优充满率",可通过增大保冷层厚度,选取导热系数小的保冷材料,向LNG储罐内充注氮气等措施来降低储罐的日蒸发率,为LNG储罐的保冷系统设计提供依据。     

16万m~3LNG储罐安装工程施工工序及方法

在LNG接收站建设中,储罐的施工是一项技术难点。本课题选取16万立方米大型LNG储罐安装施工这个阶段,主要针对LNG储罐的安装工程施工工序及方法进行探讨,论述LNG储罐建设过程中罐内外设备、管材安装焊接施工的实际应用。     

LNG储罐的安全防护和评价研究

LNG储罐作为天然气能源的主要储存设备,建造数量日益增多,一旦发生火灾爆炸事故,将带来严重的后果,安全问题不容忽视,因此,对LNG储罐安全问题的相关研究非常重要。系统地讨论了LNG储罐冷却方式及流程;从材料的合理选择、充注方式、基础设计方法、消防方式探究了LNG储罐的安全防护;研究了不同情况下LNG储罐应选取的安全检测方式。同时,总结了LNG储罐的道化学火灾爆炸危险指数法、过程决策程序图评价法以及模糊理论和灰色关联分析评价法的基本原理,并且通过实际案例验证了方法的准确性。     

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。     

大型LNG全容罐抗震隔震设计

LNG接收站对调整中国能源结构具有重要战略意义.LNG储罐作为LNG接收站工程建设中最关键、技术含量最高和投资最大的单体设施,其结构最为复杂,在运行中的安全性也极其重要,尤其是在地震条件下,LNG储罐的抗震隔震设计仍处于探索研究阶段.针对这一问题,通过对LNG储罐抗震设计时各参数的选取原则进行分析,论证了各抗震设计方法的适用条件.研究结果能够为LNG储罐的抗震设计提供理论依据.     

关于LNG储罐工作容积影响因素的探讨

针对LNG储罐容积认识混乱的现象,分析相关规范,并结合国内外实际工程项目及现场工程经验,明确了LNG储罐容积的含义,分析影响LNG储罐工作容积的主要因素,这些因素主要有LNG储罐类型、最高操作液位、地震时液面晃动高度、潜液泵所需最小液位、泵井收缩量、施工质量和精度等。研究表明:明确LNG储罐容积的含义可为设计、施工及管理人员提供可靠的指导性基准,有利于形成储罐罐容及尺寸系列标准化;提高储罐容积利用率可降低工程项目的建设成本和提高行业内的市场竞争力。     

超大型LNG储罐顶梁框架及衬板结构体系的设计算法

顶梁框架设计是LNG储罐设计中最重要的部分之一,但目前我国对于超大型LNG储罐顶梁框架系统的计算还存在着屈曲特征值衡量标准不统一、计算假定条件多、与国内规范规定不一致等诸多问题。为此,在引入材料非线性、结构非线性和考虑初始缺陷的基础上,应用大型非线性有限元计算软件ABAQUS开展了超大型LNG储罐顶梁框架及衬板系统的建模及其受力与稳定性的计算分析,进而建立了一套完整的超大型LNG储罐顶梁框架及衬板结构体系的设计算法,并应用于国内某20×10~4 m~3 LNG储罐的设计工作当中。应用结果表明:(1)该设计算法的结构体系由壳单元和梁单元组成,连接方式为共节点,能够准确模拟实际情况;(2)受力计算分为10个工况,屈曲计算分为7个工况,包含LNG储罐顶梁框架及衬板结构体系在施工过程中的所有工况;(3)顶梁框架最大应力为125.7 MPa、衬板最大应力为101.4 MPa、屈曲计算最小安全系数为2.57,LNG储罐顶梁框架在该体系下的受力及稳定性均能满足要求。该研究成果可为相关设计计算提供参考。     

LNG储罐压力控制系统设计

文章对LNG储罐压力控制及联锁保护系统的组成和理念进行了分析,考虑不同工况下,当储罐超压时,对储罐吸热等原因引起的BOG蒸发量进行了计算,当储罐负压时,对储罐需要的补气量进行了计算,并根据计算结果对接收站BOG压缩机、LNG储罐安全阀(PSV)、真空阀(VSV)的设计参数进行了确定。     

LNG储罐底部进料管线操作负压工况的模拟分析

基于液化天然气接收站的LNG储罐系统,应用HYSYS Dynamic流程模拟软件,建立LNG储罐底部进料系统的动态模型,研究LNG储罐底部进料管线的操作压力随不同进料流量和流体温度变化的动态响应过程。分析表明:在工艺设计过程中LNG储罐的底部进料管线应考虑负压设计工况,确保管线设计的安全;动态模拟能够清晰地反映工艺系统随扰动变化的动态响应特性,指导工程设计。     

大型LNG储罐爆炸载荷效应数值分析

为研究爆炸载荷对大型全容式LNG储罐结构影响,以某项目160000m3储罐为模型,利用ANSYS有限元软件,搭建LNG储罐精细化模型,加载等效静力爆炸荷载,仿真分析储罐混凝土穹顶和墙体结构响应特性。计算结果表明,等效爆炸荷载对混凝土墙体和穹顶产生一定影响,但并非储罐控制工况。     

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。     

采用动态物流模型计算LNG接收站的有效罐容

科学合理地确定LNG储罐罐容及数量配置是LNG接收站前期研究阶段最重要的任务之一,目前国外概念设计与前端工程设计一般用静态经验公式估算法来确定新建LNG接收站项目的LNG储罐罐容,再采用外部第三方或其内部开发的动态数学模型进行核算,基本未考虑用气市场的波动性和调峰需求,估算结果明显低于LNG接收站达到设计负荷工况下的实际需求。为此,引入成熟的物流概念和技术,把握LNG产业链的物流本质,针对LNG接收站储罐的库存物流和LNG运输船到港、卸货的排队物流特性,建立了用于计算LNG接收站储罐罐容及其数量配置的动态数学模型。通过广东某LNG接收站项目实例计算比较可知,该模型具有以下优点:既可确定经济合理的LNG运输船船容及配置、LNG接收站罐容及配置,又可计算出非均匀船期条件下的LNG储罐罐容及所需配置数量,还可动态地掌握LNG储罐库存曲线的变化情况,为现货采办等经营手段提供可靠的决策依据。     

LNG储罐与管道的冷却方法研究

LNG储罐与管道的冷却是LNG接收站投入运营前最重要的环节之一,建立LNG储罐冷却控制模型,对现场储罐温降数据进行监控和分析以指导储罐冷却操作,使LNG储罐冷却速率控制在合理范围内,可实现储罐的平稳冷却。针对不同的冷源总结LNG管道冷却操作方法,重点研究液氮冷却LNG接收站卸料管道温降规律,提出采用"间歇式"液氮预冷方法代替BOG预冷方法对卸料管道进行预冷,可以改变管道内部气体的流通速度,使管道上下温差控制在设计值以内以达到均匀混合的目的。此方法可以减少BOG的排放,节省调试时间与费用。LNG储罐冷却控制模型与LNG管道液氮冷却方法在已投产项目调试中均得到了良好实践和应用,可供LNG行业操作人员参考。     

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     

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。