LNG管道保冷材料的应用和发展

多年来,国内已建大型液化工厂和接收工程的核心技术多依赖进口,LNG保冷绝热技术及产品被发达国家垄断。为加快我国LNG项目关键技术的国产化进程,提升LNG管道保冷材料的国产化程度,分析了目前国内LNG管道工程常用保冷材料的类型、性能、特点及技术发展现状,提出了LNG管道保冷材料性能和要求,进一步对绝热设计提出建议,展望LNG保冷材料技术的未来发展趋势。     

国产新绝热材料的应用特性和保冷层厚度设计

在化工厂中,能量费用往往占工厂费用的很大一部分,为了节约能量,绝热越来越引起人们的重视。目前具有优异的绝热性能的绝热材料及其制品不断出现,为节能工作提供了很好的物质基础。最近成立的“乙烯行业保冷(温)协作组”,将加强绝热方面的技术和学术活动。在绝热材料方面我国对聚氨脂泡沫塑料、泡沫玻璃、玻璃纤维、矿棉、膨胀珍珠岩、硅酚钙等绝热料和有关涂料、粘接剂进行了研制和生产。本专题报导中的“国产新绝热材料的应用特性及保冷层厚度的设计”,介绍了国产绝热材料的性能及绝热层厚度的设计方法;“低温复合保冷技术在乙烯装置上的应用”,介绍了化工部光明化工研究所利用国产绝热材料的复合保冷技术情况;“膨胀珍珠岩及其制品的性能和应用”一般地介绍了该绝热材料和制品的性能和用途;其他几篇文章分别介绍了各署名单位生产的绝热材料的性能,和一般生产或施工方法。通过本专题报导,以期能够促进我国化工方面的绝热技术和绝热材料及其制品的发展,並向有关设计人员提供设计数据。     

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。     

液化天然气长输管道输送技术

各国对液化天然气(LNG)的重视使得LNG需求量逐年增加,为满足LNG长输管道建设需求,有必要对LNG长输管道输送技术进行研究。分析了LNG的应用现状和现行LNG管道面临的问题,阐明了LNG长输管道建设的必要性和可行性。对LNG长输管道的工艺设计标准和方法进行了介绍,阐述了LNG长输管道采用的密相输送工艺原理,对管道中间加设冷却站的方法进行了分析并给出了冷泵站间距的计算公式。管道需安装绝热保冷层,介绍了管材和绝热材料等绝热保冷技术以及保冷层厚度的计算方法。最后提出了LNG长输管道设计中可能遇到的管道预冷、冷收缩和停输以及LNG冷量利用等问题的解决方法。     

LNG管道保冷方案和布置设计

在之前的很长一段时间,国内的LNG管道的设计及其材料选择技术需要从国外引进,我国缺少LNG管道设计的技术主动性,LNG管道绝热方案和布置成为重要的研究目标。本文首先分析了LNG管道绝热模式和应用状态,重点分析了真空绝热,堆积绝热两种保冷方案。进而研究了LNG管道布置设计,阀门的安装和支吊架安装。     

液化天然气接收站低温管道材料设计

根据国内近期典型LNG接收站的工程建设实例,阐述了LNG接收站低温管道材料设计选型需要重点关注的基本要素,并结合管子、管件、阀门等低温管道元件的配套标准化生产制造要求,推荐参照相对成熟的美国标准体系及有关国际标准的相关规定,同时对管道元件的选材、选型、生产制造、使用维护提出全面合理的技术要求,并在采购、施工、检验、使用等环节严格执行,从源头上保证LNG接收站低温管道的长周期安全运行。     

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。     

管道绝热设计技术要点分析

文章对管道绝热设计中基本设计参数确定,能量价格计算、绝热结构单位造价,绝热结构材料选择,绝热计算,热损失计算,绝热层外表面温度计算以及绝热结构设计进行了详细的介绍,为绝热设计人员提供了设计基础。     

基于安全风险的LNG管道工程设计

液化天然气在运输、储存及生产过程中存在爆炸、火灾、低温冻伤等危险。为预防危险发生,从基于安全风险的设计理念出发,运用故障树分析法分析出危险源,从控制危险源的角度得出基于安全风险的的管道设计原则如下:(1)管道布置时应严格遵守相关标准和工艺流程,并充分考虑介质特性,可燃气体泄放管道布置应满足相关标准及相关安全要求;(2)选择管道材料时除考虑管道级别、设计温度、设计压力和介质特殊要求等设计条件外,还应考虑材料加工工艺性能、焊接性能和经济合理性,管道连接形式应以焊接为主;(3)阀门应根据工艺流程及项目要求,选择适合的阀门型式,阀门结构设计应合理;(4)对于采用钢管外加绝热材料的管系,应避免采用波纹管膨胀节;(5)管道系统应按相关标准采取防静电措施;(6)绝热设计除应使绝热系统具有良好的绝热性能外,还应确保在各种紧急状态下绝热系统的使用性能。     

海管结构国产钢材应用研究

钢材国产化特别是海底管道(简称海管)结构钢材国产化可以节省大量投资.本文从技术分析和规范使用的要求上阐述了国产钢管的各项性能已满足海底管道的应用要求,因此推荐海底管道使用国产钢管.     

LNG接收站管道预冷温度—应力模型

LNG接收站管道预冷是保证接收站能够顺利运行的关键之一,但是预冷有可能导致管道应力损伤,具有较大的风险隐患。为了有效地指导LNG接收站管道预冷工作,针对大型LNG接收站管道预冷作业,基于CFD建立预冷温度模型,从网格优化、动力松弛因子、相变模型选择等方面进行计算控制,实现了多组分、多相、大尺度、长时间预冷多相流的快速、稳定计算;结合温度差值算法建立LNG接收站管道预冷应力模型,实现了温度模型和应力模型的耦合,据此分析预冷温度变化造成的热应力作用,基于子模型技术实现对峰值应力区域的应力、疲劳寿命的精细评估,并对某油田公司LNG接收站的预冷作业进行分析。研究结果表明:①依据案例管道结构的不同,管道内气液状态具有较大差异;②管道位移较大点位于在拐角位置,应力较大值集中在三通、四通的连接位置;③案例预冷工作条件下,疲劳损伤弱点在某三通接头倒角处。结论认为,所建模型计算结果的精度高,可为LNG接收站管道预冷设计和作业提供技术支持,具有较好的推广应用价值。     

LNG接收站卸料管道专用隧道设计探讨

作为常规地面管架或栈桥管廊方案的替代,LNG接收站卸料管道专用隧道是一种全新的技术解决方案,具有许多独特之处,为此,介绍了目前世界上仅有的两条卸料管道专用隧道--美国Dominion Cove Point LNG接收站和日本东京瓦斯Ohgishima LNG接收站卸料管道专用隧道的情况,并以广东省某地处于前期可行性研究阶段的LNG项目为例,分析了国内第一条LNG卸料管道专用隧道工程的内部系统相关设计和研究情况,提出了该类型隧道内系统设计应着重考虑的设计特点：横断面的基本形状;高等级安全性的保障;合适的操作和维护设施;连续监控系统的设置。该研究成果对更为广泛的低温管道专用隧道内部系统的设计和研究具有借鉴和参考意义。     

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。     

液化天然气冷能在炼厂中的综合利用

介绍了液化天然气（LNG）冷能的利用现状,并综述了其在炼厂中的利用领域,包括空分、轻烃分离、低温系统和循环水系统等.建议LNG接收站与炼厂项目集中规划,LNG项目为炼厂提供冷能,同时利用炼厂液氮作为LNG项目所需氮气的来源.指出炼厂应对LNG冷能按照温位匹配的原则进行梯级综合利用.     

LNG接收站低温管道保冷安全及效果评价

LNG接收站保冷效果的好坏,直接关系到生产的安全平稳运行。为了对低温管道保冷现状进行评价,从2个方面进行了研究:1)采用表面温度与热流计法,对管道冷损失量进行测量计算;2)以大跨距直管为例,采用有限元分析方法,对其进行强度校核与极限载荷分析。通过现场测量与计算,发现135个检测点中,冷损失量超出允许范围的比率高达71.9%,而且所有管道表面温度均低于露点温度。此种状况意味着应采取措施降低冷量损失。此外,经过数值模拟计算,认为管道载荷在容许范围内,并经现场验证,未发现明显的管道变形情况。     

海底输油管道聚氨酯弹性体保温材料抗蠕变性能试验研究

聚氨酯弹性体用作海底湿式保温输油管道保温层,其力学性能、蠕变性能是重要参数。文章对聚氨酯弹性体保温管道保温层在海底的受力情况进行分析,计算了保温层在海底的压缩形变,设计了聚氨酯弹性体保温管道保温材料的蠕变试验装置,并通过具体实例给出了试验方法与试验结果。     

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。     

LNG管道保冷设计特点

结合某LNG接收站管道保冷采用硬质保冷材料和柔性保冷材料的工程设计与施工经验,综合比较了两者的保冷性能差异、结构设计原理和施工特点,为深冷管道保冷材料的工程应用提供设计依据.分析对比表明:柔性保冷材料在结构设计和施工效率上优于硬质保冷材料,且对法兰、阀门等异型件保冷施工、维修更方便;大口径管道保冷层宜选用硬质保冷材料;...     

A671Gr.CC60低温钢管道的焊接

江苏LN G接收站工程是中石油首批开工建设的LN G接收站工程之一,该接收站站内高压低温外输管道采用德国EEW公司生产的A671G r.CC60低温钢管。文章介绍了A671G r.CC60低温钢管的化学成分、力学性能、焊接工艺和热处理工艺,总结分析了低温钢管焊接施工过程中遇到的问题并提出了解决办法,最后介绍了外输管道的焊接效果。