LNG装置用深冷球阀设计特点

介绍了液化天然气(LNG)装置深冷球阀结构材料和密封副材料的选择要求,液氮深冷处理是深冷球阀制造必不可少的工艺。球阀采用延长阀盖和滴水盘设计,保证填料函的密封性能和阀门正常工作。针对阀座密封结构的特点,重点分析了单活塞效应阀座和双活塞效应阀座的结构特点及密封原理,由于阀座与阀体密封处结构特点不同导致两者密封方向不同。结合LNG工况,深冷球阀应选用双隔离与排放阀(简称DIB)中的1型或2型。低温密封性能是深冷球阀的关键性能指标,阀门应在低温模拟工况下进行试验,并取得权威机构进行的型式试验认定。     

双活塞效应阀座及Lipseal密封圈在LNG低温球阀密封上的应用

LNG低温阀门是输送LNG的关键设备之一,LNG低温球阀为典型代表产品,具有抗低温性能好、密封要求严、加工难度大等特点。本文针对LNG低温球阀密封要求严格的特点,着重介绍了双活塞效应阀座的设计及Lipseal密封圈的工作原理,论述了其在LNG低温球阀密封上的应用情况。     

LNG成套装置换热器关键技术分析

换热器是LNG成套装置的关键部件,汽化器和主低温换热器在LNG接收站和液化装置中扮演了重要的角色。为此,从结构、材料、传热与流动3个方面分析了开架式汽化器、带有中间介质的汽化器以及缠绕管式换热器3种典型的汽化器的关键技术,并结合工艺流程分析了缠绕管式换热器、板翅式换热器作为LNG液化装置主低温换热器的特点,最后对大型LNG成套装置中汽化器和主低温换热器实现国产化提出了如下建议：①加强基础研究;②立足全国的技术能力,对汽化器和MCHE的材料进行拓展研究,对其承压特性、表面特性、加工特性进行深入研究;③全面提高汽化器和MCHE的制造工艺技术及大型化生产能力;公正、客观、科学地选择与接收站以及液化工厂相适应的换热器;④对进口换热器的实际运行进行全面跟踪,开展基于风险与寿命的LNG成套装置换热器设计与制造的研究工作。     

LNG冷能空分装置低温工艺管道施工技术

LNG冷能空分装置低温工艺管道具有温度变化大、工艺复杂、安装标准高等特点,在施工过程中要严格遵循规范和技术要求。文章以国内第一个冷能空分项目即福建LNG冷能空分装置为例,详细介绍了LNG冷能空分低温工艺管道的施工技术,包括各种低温材料的使用条件,焊接工艺评定,焊接工艺参数的筛选,管道的清洗、焊接、试压、保冷等,按照该技术要求施工后,福建LNG冷能空分装置一次投产成功,其工作温度和压力均达到设计要求,且运行情况良好。     

LNG球阀唇式密封

LNG具有易燃、易爆、体积易膨胀的特性,为了减少LNG事故,提高LNG球阀的安全性,有必要对其提出更严格的密封性能要求。结合目前LNG球阀常用的传统密封形式的现状及不足,重点分析了唇式密封的基本结构和密封原理,提出了唇式密封在LNG球阀中阀杆、阀座、体盖等部位的应用,以及利用唇式密封实现球阀活塞效应阀座的方法。唇式密封的使用不仅增强了球阀中阀杆、阀座、体盖等部位的密封效果,还实现了LNG气化后超压泄放的功能,保证系统安全运行,为未来唇式密封在LNG球阀中的研究和应用提供参考。     

利用LNG冷能开展低温储粮

为提高粮食储藏的品质,降低低温储粮的能耗,提出了利用LNG冷能进行粮食低温储藏的思路。在对现有低温储粮工艺的技术经济分析基础上,介绍了直接利用LNG冷能和利用LNG冷能空分厂副产品污氮这两种低温储粮的工艺方案,并对这两种方案进行了比较,指出在邻近LNG接收站或者卫星气化站的粮库开展利用LNG冷能实现低温储粮,不仅可以降低低温储粮的能耗成本,而且也为LNG冷能利用提供了一种新的方法。     

原料天然气组分变化对LNG装置的影响及对策

介绍了广安LNG装置运行中,因原料天然气组分变化大而出现的重烃低温堵塞和乙烷适应性问题,阐述了现场现象,分析了问题原因,论述了解决方案和应用效果。现场采取调整工艺参数,增加活性炭吸附脱除重烃等措施后,装置运行正常。认为原料气组分对LNG装置运行具有很大的影响,作好新建LNG装置原料天然气组分的检测和组分变化的分析预测十分重要。     

中国首套LNG液力透平系统开发与工业化测试

天然气液化装置中采用低温液力透平替代传统LNG或MR混合冷剂J-T节流阀实现节流降压是提高天然气液化装置效率的先进技术,也是全球天然气液化技术发展的一种趋势。我国目前已拥有超过136座的天然气液化工厂,但尚未实现低温液力透平的国产化和工业化应用。为此,通过对LNG液力透平工艺及控制系统开发、本体水力模型优化设计、样机结构设计与制造等关键技术进行攻关,开发了国内首套LNG液力透平系统(设计流量为40 m3/h),用于回收LNG冷箱出口LNG压力能。LNG液力透平系统在中海石油广东液化天然气有限公司天然气液化装置完成了系统启停、变流量、变转速多工况工业化测试。测试结果表明:1样机本体运转平稳,低温机械性能良好,运行性能参数基本达到设计预期;2工艺及控制系统、变频发电系统设计可行,可与已有天然气液化装置上的LNG产品J-T节流阀自动平稳切换使用,平均可提高LNG产量2%,发电8.3 k W。     

LNG接收站管线球阀国产化关键技术研究

高压大口径管线球阀是LNG接收站气化外输的关键设备，长期以来一直依赖进口，成为制约LNG接收站建设的技术瓶颈之一。为解决以上问题，依托某接收站工程，根据相关标准，从设计、制造、试验方面进行了管线球阀的关键技术研究，并从厂家资质、生产能力、质量控制能力及技术保障方面进行球阀国产化探讨，最终完成国产化应用，为国内其他LNG接收站高压大口径管线球阀国产化提供借鉴。     

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LNG作为一种清洁、优质燃料已广泛应用生产与生活，但作为一种深冷液体，人们对LNG的低温安全性能却了解不多。为此，阐述了LNG的密度、温度、蒸发以及溢出与扩散等特性；列举了来自LNG的危险性：①储存过程中的沸腾与翻滚；②低温冻伤；③泄露；④低温麻醉；⑤窒息；⑥冷爆炸；⑦火灾。最后从工艺装置安全设计、可燃气体探测设施、事故切断系统（ESD）、消防水系统、使用泡沫控制蒸气扩散及辐射、人身安全保护、低温冻伤急救等方面，探讨了安全防护的方法与措施。     

LNG冷能利用工艺技术研究

近年来,在清洁能源政策的支持与推动下,LNG越来越受到欢迎,其相关的冷能利用技术也逐渐成为研究热点。以某大型LNG接收站为背景,对LNG冷能用于轻烃分离工艺进行模拟分析,得到轻烃回收率为93.43%,单位轻烃能耗为97 k J/kg;通过工艺的敏感性分析,考察对流程性能的影响,得到最优的操作条件及适应性要求,通过分析得到LNG冷的利用效率比较低,约23.82%;在此基础上,按照能量梯级利用的原则,提出了轻烃分离与橡胶低温粉碎相集成的LNG冷能利用工艺,将分离出轻烃的贫LNG冷能用于橡胶粉碎装置,每吨贫LNG可节省制冷用电196.38 k W·h,节能效果显著;分析结果表明,集成的流程中LNG冷的利用效率有了大幅提高,可以实现冷能的高效利用。     

大型LNG工厂空压制氮单元作用

论证了大型LNG工厂空压制氮单元的作用及重要性。结合全厂主要装置运行特性和日常维修工作,以空压制氮单元产出产品在LNG工厂中的作用为研究对象,分别从整个空压制氮单元的工艺参数和PSA制氮原理入手,说明有效的工厂风吹扫和高纯度的氮气置换、保压是正常生产的重要因素之一。分析表明LNG超低温、易燃易爆等特征对净化空气、氮气常压露点和氮气的纯度都有特殊要求。     

LNG工厂天然气水合物防治与处理

在LNG(液化天然气)工艺生产过程是利用低温冷冻技术将常压下气态的天然气冷却至-162℃,使之凝结成液体。低温下形成的天然气水合物在管道中发生低温冻堵现象,影响装置生产。文中分析了水合物的生成原因,并实施了有效的处理方法,解决了管道中低温冻堵现象。     

天然气液化工艺技术比较分析

近期LNG工业快速增长再次刺激了LNG工艺的技术发展,使得一些传统的LNG生产工艺得到了关注,尤其是混凝土结构的、驳船型、浮式LNG装置等小规模LNG项目的应用。根据工作实践并查阅大量国内外资料,较系统地从LNG产量、功耗和生产线效率等方面对5种基本负荷型LNG工艺进行了比较分析,包括丙烷/混合制冷工艺、复迭式制冷工艺、双混合制冷工艺、单混合制冷工艺和带预冷的氮气膨胀工艺。其中,单混合制冷工艺流程、氮气膨胀制冷循环流程工艺简单,设备数量少,装置占地面积小;丙烷/混合制冷工艺流程、双复迭式制冷工艺流程、双重混合制冷工艺流程工艺较复杂,设备数量多,装置占地面积较大。在热带地区建造大型LNG装置采用丙烷/混合制冷工艺最好;氮气膨胀制冷循环流程因其工艺简单,设备数量少,制冷剂易获得和补充,较适合用于边远地区和海上小型天然气处理工厂。     

低温储存装置的控制原则和安全策略

随着国内乙烯工业和沿海LNG储存装置的迅猛发展,低温储存装置的控制技术也日趋成熟。结合石油化工相关标准,并根据现有低温乙烯储存装置的设计和实际操作情况,对低温储存装置中各主要系统的控制原则和方法以及安全策略进行了阐述和分析。     

小型液化天然气生产装置

介绍了目前国内外小型液化天然气(LNG)的生产装置及其液化工艺现状。重点介绍了俄罗斯近年来在天然气加气站和配气站,利用天然气压差能量膨胀制冷生产LNG的技术。建议建设此类工艺的小型LNG生产装置。     

-196℃ LNG低温储罐内胆焊接技术的研究

LNG低温储罐内胆材质为奥氏体不锈钢06Cr19Ni10,设计温度-196℃,介质为易燃易爆的液化天然气。奥氏体不锈钢在焊接时容易产生裂纹,在超低温时还会存在低温脆断危险。本文论述了如何根据低温奥氏体不锈钢焊接特性,制定合理的焊接工艺,并进行焊接工艺评定,使焊缝避免产生裂纹和低温脆断,确保LNG低温储罐储罐能够很好的满足超低温情况下的使用要求。     

LNG低温波纹软管内流体流动特性模拟分析

基于耐超低温波纹软管输送LNG流体的流动复杂性,以实际工程卸料系统工艺参数为基础,构建了LNG低温波纹软管内流体流动的数值模型,通过流动传热机理研究,分析了LNG流体在低温波纹软管内的流动特性。结果表明,LNG低温波纹软管进口处的波纹会引起流体壁面剪切力的变化,产生流体扰动效应;LNG流体在波纹软管进口及出口处均出现较大的压力变化,同时可引发高雷诺数下流动的流体产生气泡及管内空蚀现象,但该现象随着流体在软管内的流动趋于稳定后会逐渐消失;流体扰动效应会导致一定的压力损失及LNG温度波动,但流体在管内的流动阻力可控,造成的热量损失基本可以忽略。本文分析结果对低温波纹软管应用于LNG卸船系统的研究具有一定的参考意义。     

LNG大型低温储罐热防护系统分析

LNG低温储罐是液化天然气储运中的重要设施。本文主要介绍了LNG低温储罐热防护系统的结构形式及特点,9%Ni钢材料特性,以福建LNG储罐设计为例,对热防护系统进行了强度校核分析,以确保设计的安全性。     

大型低温LNG储罐设计与建造技术的新进展

天然气低温常压(或低压)储存方式因其具有储存效率高、占地少、储存规模易于大型化等优点在液化天然气(LNG)接收终端站、天然气液化厂和城市燃气调峰系统中得到了越来越广泛的应用。为此,对国内外大型低温LNG储罐建造状况进行了调研,分析了大型低温LNG储罐建造技术的发展趋势,同时介绍了我国在大型低温LNG储罐材料研发、绝热分析、结构设计和施工工艺等方面的技术进展。结论指出:国产06Ni9钢研制及其配套应用技术研究已取得突破,并在大型LNG项目建设中投入使用,是我国大型低温LNG储罐国产化工作迈出的标志性一步。