计算LNG接收站周转及储备能力的数学模型

科学确定LNG接收站的周转及储备能力、明确LNG储备天数,有助于合理进行LNG接收站战略规划、科学调配LNG船运资源及LNG接收站的储存资源。为此,分析了LNG接收站储备能力的影响因素,针对LNG接收站系统的离散混合特性,将离散事件建模方法中的库存系统模型作为理论依据,结合LNG接收站的供需特点,对经典的库存系统模型进行扩展及调整,建立了LNG接收站周转能力数学模型、库存水平数学模型和储备能力数学模型。上述模型可模拟不同LNG船型、资源地、储罐数量、外输量条件下LNG接收站的储备能力,为优选LNG供需调配方案及船期策略,合理选择船型、安排船期、确定LNG储罐数量提供了参考,对LNG接收站远期规划及功能定位的调整具有指导意义。     

LNG接收站罐容计算方法及考虑的因素

LNG接收站总罐容的确定,既要保证接收站能够满足其在LNG产业链中功能的需要,同时也要保证整个接收站的经济性。项目可研阶段罐容的确定主要考虑3个因素,包括LNG船容,LNG的安全储备天数以及卸船时LNG外输而增加的储存量。在项目初步设计阶段,需要对可研阶段所计算的罐容进一步校核,校核后的罐容即作为项目实施的基础,直接决定着项目总投资与收益。在最终单罐罐容及罐数的选择上要进行一些校核工作,即在最大日外输量的情况下,接收站实际具有的安全储备天数应该一定程度地大于码头最大不可作业天数,以使接收站具有更好的操作性。     

地上全容式混凝土顶LNG储罐的冷却动态模拟

LNG储罐冷却是LNG接收站投产过程中风险最高、难度最大的环节,为了合理地控制冷却速度、储罐压力,以及选择适当的环境温度以降低BOG的排放量,对地上全容式混凝土顶LNG储罐的冷却过程进行了动态模拟。基于质量、能量守恒原理建立了LNG储罐冷却计算模型,根据甲烷特性参数及大连LNG接收站实际冷却情况确定了冷却计算模型中的相关参数,进而分析了LNG储罐冷却过程中冷却速度、环境温度、储罐压力与LNG需求量、BOG排放量之间的变化规律。结果表明：①随着冷却速度的增大,LNG需求量、BOG排放量逐渐减小,相同储罐温度下,LNG流量逐渐增加,排放BOG流量逐渐减小;②随着环境温度的增大,LNG需求量和流量逐渐增加,BOG排放量和流量也逐渐加;③储罐压力对LNG需求量和BOG排放量影响较小。据此,提出建议：①在LNG接收站对储罐进行冷却时应尽量选择在环境温度较低的冬季,以降低BOG的排放量;②在确保罐内温差正常的情况下,可尽量提高储罐冷却速度至-5 K/h,以便减少BOG的排放量,达到节能减排的目的。     

全容式LNG储罐罐体温度场计算及分析

全容式LNG储罐是目前国内LNG接收站普遍采用的罐型,LNG储罐储存低温液体,内外温差大,罐体结构复杂,温度场分布对储罐的结构设计影响大。以国内某LNG接收站的全容式储罐为例,通过对储罐底部、罐壁和顶部结构及传热过程的分析,建立了罐体各部位温度场计算模型,利用ANSYS软件计算得到了LNG储罐罐顶、罐壁、罐底的温度场分布,并分析了计算结果。储罐结构设计时应考虑储罐绝热层与内罐体接触部位热应力影响;同时应优化储罐底部的结构,有效降低罐底漏热量。     

16万m^3 LNG储罐罐顶气顶升工艺研究

16万m^3 LNG全容式储罐目前是国内、国际上LNG接收站存储系统常用的储罐结构型式。其中罐顶的气顶升工序是储罐施工的难点之一,安全风险高。文章论述了16万m^3全容式LNG储罐罐顶气顶升的工艺原理、顶升方案的设计方法及操作要点,介绍了罐顶气顶升工艺的关键技术,包括平衡导向系统、密封装置系统、供气系统、配重系统、罐顶固定装置等,并对罐顶气顶升的主要步骤进行了说明。     

小型LNG运输船装船过程BOG产生量的计算

采用流程模拟软件稳态模块建立小型LNG运输船装船工艺BOG产生量的计算模型,研究LNG原料储罐操作压力、运输船储罐操作压力等因素对装船工艺BOG产生量的影响趋势。并利用流程模拟软件动态模块建立装船工艺的动态模型,模拟LNG运输船船舱储罐温度、压力、回气量等参数随装船时间的变化。模拟结果分析得出:LNG运输船船舱操作压力与LNG原料储罐操作压力的相对差值是决定是否产生BOG的关键参数;合理选择船舱储罐的操作压力,可同时实现LNG供应方和购买方双方共赢的效果。     

LNG接收站调峰能力分析

LNG接收站不但是一个稳定的天然气气源,而且具有强大的系统调峰能力.文章以江苏LNG接收站为例,论述了LNG接收站的调峰优势和能力,确定了接收站的调峰原则,建立了调峰能力计算的数学模型,并分析了接收站的罐容、船型、船期等因素对调峰能力的影响.利用LNG接收站进行系统管网调峰,具有操作灵活、安全可靠、运行成本低等优势.     

长江内河LNG接收中转站BOG处理面临的主要问题及解决方案北大核心CSCD

长江内河LNG项目资源采用沿海接收站二程转运方式运输,饱和压力高,LNG运输船在内河航行时要受到航速限制且不能夜航。本文基于BOG分析程序计算了小型LNG运输船在长江内河航行期间BOG蒸发及消耗情况,分析了长江内河LNG接收中转站BOG处理面临的主要问题,包括装载的LNG货物温度高,装船后船舱压力大;航行速度低,BOG无法被完全消耗;卸料过程产生BOG量大,处理困难等。在此基础上,提出了降低新建内河小型LNG运输船的日蒸发率,在接收站内配置大功率BOG压缩机,在小型LNG转运船上增加BOG再液化装置以及从政策方面推动取消长江内河LNG运输船不能夜航的限制等解决方案,从而为长江内河LNG接收中转站BOG处理提供了参考依据。     

LNG储罐大跨度叠合穹顶施工要点

16万m3全容式LNG储罐大跨度叠合穹顶是目前国内外LNG接收站储罐的主要结构形式,也是LNG储罐的关键组成部分。本文介绍了采用自主设计、自主编制施工方案并组织实施的大连LNG储罐大跨度叠合穹顶项目的成功经验,可为LNG储罐或类似大型储罐的建设提供参考。     

风险管理在大型LNG接收站项目中的应用

风险管理在大型液化天然气(LNG)接收站工程项目的全生命周期内占有举足轻重的地位,对项目方案设计、施工建设、投产应用等各阶段的风险识别、评估、应对更是建设单位和总承包商等各方的关注重点。采用HAZOP风险分析对LNG接收站运输船、卸船臂及进料管线、LNG储罐、BOG处理系统等关键节点进行风险识别;应用事故树分析及概率风险评估,重点评估火灾、BOG压缩机故障、BOG压力控制系统故障以及真空阀失效等风险事件对LNG储罐超压事故的影响。基于得到的研究结果,提出了相应LNG接收站风险控制的应对措施,为LNG接收站风险管理提出合理的借鉴和参考。     

LNG项目的储气调峰作用——兼论LNG项目建设理念的转变

如何解决天然气储气调峰、应急供应问题,国内外一些成熟的做法提供了可借鉴的经验。面对一个高速增长的天然气市场,天然气基础设施建设需要一定的超前性,需要保证一定的备用供应能力和一定水平的储备量。在不具备建设地下储气库条件的区域,规划建设液化天然气（LNG）项目是实现储气调峰、应急供应目标的有效措施。结合国际LNG贸易流动性增加等新特点,应转变建设理念,从落实LNG资源、市场,转变到落实处理能力,在合理规划建设LNG项目的同时,适当提高LNG接收站的处理（储备）能力,强化其储气调峰功能。这样不仅可承担起部分储气调峰、应急供应任务,还可以此为契机,争取进口天然气定价的话语权;从长远角度来看,有利于促进输气管道、LNG接收站等基础设施的公用化。     

全容式LNG储罐绝热性能及保冷系统研究

我国大型LNG接收站中的储罐均为全容式LNG储罐,其通常处于低温微正压状态,外界热量的漏入会引起LNG的蒸发,增加能耗,也可能会使储罐产生分层及翻滚现象,对其安全造成较大威胁,因此,需要对它的绝热性能及保冷系统进行研究。为此,根据全容式LNG储罐的结构特点,分别对罐顶、罐壁和罐底进行了漏热量计算,结合实例进行了LNG储罐总漏热量及日蒸发率的计算分析,探讨了LNG储罐的绝热性能,找到了影响储罐漏热量的主要因素：保冷材料的导热系数、保冷层的厚度、储罐表面的吸收率、环境温度等,为LNG储罐保冷系统的设计提供了相关依据;并根据LNG储罐保冷系统的需要,归纳总结了保冷材料的选择原则、施工方法及其注意事项。     

接触爆炸作用下特大型LNG储罐的动力响应分析

评估特大型(16×104 m3及以上)液化天然气储罐的安全性至关重要,但国内外未见该类储罐抗爆的详细研究,国外现行规范也不能完全满足其安全评估的要求。为此,以某特大型LNG储罐为原型,根据其特有的结构形式,采用流固耦合ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)算法,对900kg等效TNT炸药在储罐最薄弱处(穹顶中心)爆炸时,爆炸冲击波作用下储罐的动力响应进行了数值模拟分析。由此得到了爆炸冲击波的初始峰值和衰减关系,并通过与经验公式的对比验证了荷载的可靠性;进而得出了接触爆炸作用下储罐结构的破坏情况,以及混凝土、钢筋等的应力分布规律和混凝土单元的位移、加速度响应。结果表明:①等效质量900kg TNT炸药在储罐穹顶顶心处接触爆炸后会在穹顶顶心部位形成一个半径为3m的大变形区;②爆炸对爆心附近25m内的结构影响较大;③900kg TNT炸药等效荷载约为该结构极限承载力。分析结果可为特大型LNG储罐的安全防护对策制定和日常的安全运营提供参考。最后还对储罐的抗爆设计提出了相关建议。     

日本LNG接收站的建设

及时了解、吸收国内外先进的LNG接收站建设经验,有助于推进我国正大力进行的LNG接收站建设工作。为此,详细介绍了世界最大LNG进口国及建有最多LNG接收站的国家--日本的LNG接收站建设经验,阐明其LNG接收站具有以下特点：建设较早,多采用地下罐,配有大量LNG卫星站和管网,实行 LPG和LNG兼营,建有个别的内航船LNG接收站,LNG法规完备,LNG接收站项目由保险公司和银行等投资,燃气公司负责LNG接收站运营,重工制造公司负责LNG接收站的设计建造,商社负责LNG资源采购。研究成果对我国有如下启示：做好规划建设,适当建设内航船LNG接收站、地下罐; LNG与其他能源合理配置,尽量不用来发电;引入银行和保险公司的风险投资机制;同时加强对日本和中国台湾省LNG接收站的调查研究和学习。     

LNG气化站储罐最优配置模型

液化天然气储罐是城镇液化天然气气化站的核心设备，投资大，对液化天然气供气技术的经济性影响很大。在建设液化天然气气化站时，设计者常凭经验选择储罐的型号和台数，而这些设备组合并非最优，影响了液化天然气供气技术的经济性。针对国内液化天然气气化站储罐配置不合理的情况，建立了在满足气化站正常运行的前提下，使气化站存储年费用最小化的数学规划模型；同时，针对模型求解的复杂性，对模型中的0-1变量和整数变量进行转化，将模型从整数非线性规划问题转化成易求解的普通非线性规划问题，并用罚函数法编制了求解程序。最后，以广东某液化天然气气化站储罐配置为例进行了实例计算，结果表明提出的模型合理有效，可准确地确定存储年费用最小的液化天然气储罐配置。     

大型LNG储罐设计及建造技术

随着LNG(液化天然气)项目的大规模建设,LNG储罐逐渐朝着大型化的方向发展。作为LNG液化厂和接收站的关键和核心设备,介绍了大型LNG储罐在设计和建造方面的特殊要求。论述了国际上常用的大型LNG储罐的结构形式和特点;大型LNG储罐各种结构形式在投资、建设周期、安全性等方面的优缺点;大型LNG储罐材料选择与制造要求;储罐的安全性设计要求。在此基础上,提出了大型LNG储罐在设计和建造过程中应重点注意的关键问题,对大型LNG储罐的国产化潜力进行了分析,并提出了今后的公关方向。     

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。     

LNG接收站储罐冷却过程中蒸发气体的零排放技术

LNG接收站的大型储罐在投用前需要逐步冷却至-162℃,冷却前储罐内充满氮气,冷却过程中将产生大量高含氮气的蒸发气体(BOG),LNG接收站工艺系统无法对其回收利用,只能直接排放至火炬;同时LNG储罐冷却中后期产生BOG的流量极大,超出了接收站BOG的回收处理能力,大量BOG被排放至火炬,造成大量浪费。为此,珠海LNG接收站通过调研国内已投用LNG储罐的冷却方式,并对其预冷过程进行研究,创新性地提出了储罐冷却前下排式氮气置换法和"BOG+LNG"储罐冷却工艺,降低了LNG储罐冷却过程中BOG的氮气含量,提高了LNG接收站冷能利用效率,同时也降低了BOG的产生量,使之能更好地匹配于LNG接收站BOG的回收处理能力。现场实验结果表明:(1)下排式氮气置换法能够在LNG储罐冷却前将罐内氮气置换至合格要求;(2)"BOG+LNG"储罐冷却工艺能够有效降低LNG储罐冷却过程中BOG的产生量,使之不超过LNG接收站的回收处理能力,实现了LNG储罐冷却过程中BOG的零排放。该方法可作为LNG储罐投产试车的借鉴和参考。     

大型储罐内LNG翻滚机理和预防措施

对于连续生产运营的LNG接收站，LNG储罐一般不会完全倒空储存LNG。由于不同产地、不同批次的LNG密度不同，在充装密度、温度都不同的新LNG一段时间后，LNG在储罐内将产生分层，时间较长时容易产生翻滚，从而对LNG储罐的安全造成极大的威胁，也会增加处理翻滚产生的蒸发气的费用。分析了储罐内LNG液体翻滚的机理及其危害，研究了消除LNG分层、预防翻滚的对策。结论指出：利用储罐设计时提供的顶部卸料管和底部卸料管，在储罐投入运营后，当接卸的LNG密度与储罐内的LNG密度不同时，采用合理的卸料方式，不同密度的LNG将自动混合，不会产生明显的分层，进而极大地降低了翻滚发生的概率。