LNG储运模式创新研究

基于LNG槽车、小型LNG船舶和LNG罐式集装箱的运输特点和经济性,通过多种LNG储运模式组合,结合大数据分析与人工智能技术,快速寻找最具经济性的运输模式和路径,进而实现消费端到供给端的智能匹配。并通过智能物联网技术,降低LNG储运成本,提升经济效益,从而得出综合创新型LNG储运模式。     

波纹夹层结构增强的新型罐式集装箱及其设计方法

罐式集装箱因安全性高、承载量大、性价比高、运输灵活以及可以实现多种运输方式快速切换等特点,成为液体货物点对点运输的主要装备。近年来,大容量、高承载能力成为罐式集装箱发展的主流方向。提出了一种波纹夹层结构增强的新型矩形罐式集装箱,并建立了新型罐式集装箱罐体结构的理论设计方法。应用该方法设计了承载能力为1 MPa的新型罐式集装箱罐体,并将设计结果与有限元仿真计算结果进行对比。研究结果表明,相较于传统罐式集装箱,新型罐式集装箱的容量效率提升了17.2%;理论设计方法计算的应力分布特征与有限元计算结果一致,最大误差为6.21%,该理论设计方法可以满足工程需要。理论设计方法可以对任意正交各向异性夹层结构增强的新型罐式集装箱罐体进行设计,具有较高的可移植性。     

LNG罐式集装箱的应力分析

LNG罐式集装箱是陆路运输天然气的主要设备,由于运输介质的特殊性,对该类集装箱的强度和应力要求较高。文中应用有限元分析法,得到LNG罐箱在环境温度下、考虑动态惯性力的影响时,其内筒、外筒、内外筒支撑、外筒加强圈以及框架的应力水平及位移情况,并根据标准规范要求判定整体结构设计是否合理及结构强度是否满足要求。     

天然气“罐式集装箱”受推崇

正今年以来,越来越多企业开始聚焦并试水"集装箱"推动LNG海陆联运,助力天然气保供。近日,国有大型综合企业中国海外控股集团全资子公司—中国海外智慧城市科技集团发布了以LNG罐式集装箱为存储单位的"中海外LNG产业链",并与产业链金融、土地、装置、物流等各环节相关企业签订了一系列战略合作协议。基于对其良好发展前景的判断,LNG罐式集装箱已经引起国家相关部门重视。目前国家能源局正欲联手交通部     

东南亚天然气资源利用和物流方案探讨

针东南亚中小天然气田，本文提出采用小规模装置，利用东南亚天然气资源进行液化，不建立LNG接收站而采用LNG、CNG集装箱和万吨级集装箱船舶进行“门对门”到广东省的物流运输方案。[编者按]     

液化天然气集装箱船运模式探索

当今液化天然气(LNG)水上运输主要依靠专用LNG船完成,其航线两端均需配备专门的LNG码头。以集装箱为运输单元可免去专用LNG码头,实现水陆便捷联运,是当前的研究发展方向。介绍了国内企业在LNG集装箱船运规划研究领域的实践和进展,阐述了政策形势和安全技术方面的研究突破及存在问题,对LNG集装箱船运未来发展形势进行了展望。     

基于ANSYS的罐式集装箱的强度分析

以20英尺罐式集装箱为例,建立有限元分析模型。利用有限元软件ANSYS计算LPG罐式集装箱在常温环境下,考虑动态惯性力影响后结构的应力水平,根据压力容器的相关规定,分析了罐式集装箱整体和结构部件在受载情况下的应力强度分布。基于ANSYS的分析结果,得出相应的等效应力云图,验证了罐式集装箱的结构在设计上的安全性与可靠性。     

集装箱式液化天然气槽罐应用探讨

集装箱式液化天然气(LNG)槽罐的应用将大幅提高LNG运输效率,对国内传统LNG贸易产生较大影响。介绍了国内集装箱式LNG槽罐发展现状,对比常规LNG槽车应用情况,分析了集装箱式LNG槽罐的应用特点。以珠海LNG项目开展集装箱式LNG槽罐的试充装实例为基础,探讨集装箱式LNG槽罐在应用过程中可以拓展优化的方面,分析探索开展集装箱式LNG槽罐物流贸易将对传统国内LNG贸易发展带来的机遇和挑战,为目前LNG产业链同行提供思路和参考。     

LNG罐式集装箱调峰和储气能力建设可行性研究——以辽宁省为例

加强储气和调峰能力建设,是推进天然气产供储销体系建设的重要组成部分。尽快形成与国内消费需求相适应的储气能力,并形成完善的调峰和应急机制,是保障天然气稳定供应、提高天然气在一次能源消费中的比重、推进国内能源生产和消费革命、构建清洁低碳和安全高效能源体系的必然要求。通过对辽宁省内燃气管网的管道长度、储气能力和燃气经营企业的实地勘测与调研,采集了辽宁省内14个城市的燃气使用量数据,并结合"十二五"期间辽宁省天然气使用情况与天然气调峰储气设施进行对比,结果表明,辽宁省各市天然气从生产侧、供应侧及需求侧通过长输管线、燃气场站、各压力等级管线等联络构成了较为完整的天然气产业链,建设LNG罐式集装箱储气设施从技术性、安全性、先进性均是可行的。提出辽宁省内采用LNG罐式集装箱建设储气能力的可实施建设初步方案及未来展望。     

我国LNG产业发展的现状、问题及对策

近几年来，我国LNG产业有了一定程度的发展，卫星站不断增加，进口项目迅速铺开，生产运输能力有所提高，在卖方主导的新国际环境下，我国LNG产业的发展面临严峻挑战。对我国LNG产业发展中存在的资源供应紧张、市场开发难度大、LNG运输价格不断上升等问题进行了分析，并就LNG产业未来的发展提出了若干建议。     

港口水域LNG罐箱运输定量风险评价

船载LNG罐箱在航道拥挤的港口水域内运输为一动态危险源,一旦发生事故涉及面广,危害严重。基于定量风险评价的基本原理及公路危险化学品罐车运输定量风险评价,结合港口水域船舶运输特点,提出了港口水域船载LNG罐箱运输定量风险评价的一般方法,并构建了个人风险和社会风险计算模型。以某两个港口水域LNG罐箱船舶运输为例：由个人风险等值线可知LNG罐箱在两港口水域内运输的个人风险等级均在10^-9~10^-7之间,相当于自然灾害的风险;由社会风险曲线可知,死亡人数大于或等于N的累积频率在10^-8~10^-5之间,即在可接受风险标准线和不可接受风险标准线之间的区域;通过两个港口个人风险和社会风险对比分析,不仅可为LNG罐箱水路运输路线优化选择提供定量依据,而且对于港口水域LNG罐箱运输风险分析、安全管理及应急预案的制定等都具有实际意义。     

LNG泄漏事故后果模拟与定量风险评估

在详细分析了LNG的危险特性后全面系统地总结了LNG低温储罐的潜在火灾、爆炸主要危险事件；并在此基础上，应用挪威DNV公司的SAFETI定量风险评价软件对某LNG站低温储罐泄漏导致的各主要事故类型（喷射火、闪火、沸腾液体扩展蒸气爆炸和蒸气云爆炸等）进行了详细的后果模拟与定量风险评估，通过构建科学的、针对性强的事故模型，对各类事故后果及其风险水平进行了模拟计算，取得了较真实反映事故危害特性的计算机图表、报告等评价结果，对采取有效措施提高我国LNG的安全管理水平及降低事故风险具有重要的工程应用价值。     

液化天然气供气站的操作技术和运营管理

LNG供气站的安全、规范操作是稳定、可靠供气的前提和保障。供气站正式投运前须用液氮对工艺系统进行干燥、预冷、置换。控制预冷速度、进液速度、储罐压力、预冷时间，可防止产生较大的冷收缩和温差应力而损坏设备与工艺管道。利用自力式增压调节阀为储罐自动增压可保证LNG储罐的平稳操作和安全供气。储罐正常工作压力由增压阀的开启压力与关闭压力所控制，储罐的允许最高工作压力由自力式减压阀的开启压力所控制，为保证增压阀和减压阀工作时互不干扰，增压阀的关闭压力与减压阀的开启压力区间应大于等于0.05 MPa。储罐上安装自力式减压阀、压力报警手动放空、安全阀起跳三级安全保护装置是防止储罐超压运行的有效措施。测满口和差压式液位计对保证储罐的安全充装至关重要。液位计接头须采用同种材料以防止冷收缩量不同导致螺纹连接副松动引起LNG泄漏。密度不同会导致静置的LNG产生翻滚引发超压事故，定期倒罐可防止LNG翻滚事故。     

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。     

LNG罐车泄漏火灾罐体超压失效预警及防控

LNG作为清洁能源利用的重要组成部分,带来了大量道路罐车运输需求,并引发对其安全的关注。为此,以实际事故为背景,面向LNG罐车泄漏火灾罐体超压失效过程,特别针对事故凸显的泄漏—火灾—罐体超压循环激励特点,通过耦合罐车泄漏工艺流程和LNG火灾燃烧热模型,并基于压力容器破裂预测公式,建立了LNG罐车泄漏火灾超压失效预测模型及其求解方案,可快速计算罐体超压失效时间、罐内压力、泄漏强度等参数,模型计算结果与事故调查结果具有良好的一致性。研究结果表明:(1)气相泄漏火灾不应导致罐体超压失效;(2)液相泄漏火灾罐体充装率高,罐内压力攀升速度、峰值压力、泄漏速率都将增加,到达峰值压力的时间将降低,意味着更大事故风险。从泄漏火灾超压预警的角度,确定了不同充装率下液相泄漏罐体最危险泄漏孔径、最短预警时间和最大安全泄漏孔径,以及不会发生罐体超压失效的最大安全充装率。结合事故暴露和道路运输存在的问题,提出了罐体设计、道路驾驶和事故应急的注意事项,并推荐罐体不同充装率应对液相泄漏火灾所需的最小消防喷淋降温水量,以期为预防和控制事故LNG罐体超压失效提供支持。     

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车用压缩天然气（ＣＮＧ）储气瓶有全钢（ＮＧＶ２—１），或铝内衬加筒身段环向纤维增强复合材料气瓶（ＮＧＶ２—２），钢或铝内衬加外层整体纤维增强复合材料气瓶（ＮＧＶ２—３）和塑料内衬加纵环向纤维增强复合材料气瓶（ＮＧＶ２—４）４种类型。复合材料气瓶中，ＮＧＶ２—４复合材料气瓶代表未来压缩天然气储气装置的发展方向。文中介绍了这３种ＣＮＧ复合材料气瓶内衬和增强纤维的基本技术要求，复合材料气瓶的性能试验项目和鉴定检验规定。最后简要说明了西安向阳航天工业总公司开发研制的容量为３０、５０、９０、１１０、４００Ｌ５种规格的ＮＧＶ２—４复合材料气瓶的情况。另外，西安市１８路公共汽车上已安装试用了５０Ｌ和９０Ｌ的气瓶，成都市的夏利和奥拓出租车上也已安装使用了５０Ｌ的气瓶。从公共汽车和出租车所安装的气瓶的使用情况来看，气瓶状态良好，改装方便，易操作。     

LNG接收站罐区安全评价软件的开发及应用

液化天然气（LNG）储罐区的安全运行是LNG接收站安全运行的关键所在。为了能快速准确地对罐区进行安全评价,为LNG接收站的安全运行提供有力的保障,参照NFPA59A《液化天然气（LNG）生产、储存和装运标准》、GB50028-2006《城镇燃气设计规范》和GB50183—2004《石油天然气工程设计防火规范》的有关规定,借助于VB语言开发了一套软件对LNG接收站罐区进行安全评价。此软件根据接收站罐区的具体情况分别从拦蓄区体积、泵房与罐组的距离、防火间距、储罐间距、人员操作情况、设备状况、监控及日常运行和安全消防等8个主要方面给出评价结果,对于存在安全隐患的环节提出改进措施。     

基于安全阀火灾辐射的LNG全容罐瞬态热力耦合分析

为了防止LNG全容罐温度升高、LNG沸腾气化导致罐内压力升高,常采用安全阀释放罐内气体的方法来控制压力。在LNG蒸气释放过程中,若被点燃会发生火灾,LNG全容罐在火灾产生的温度应力和LNG气压等荷载作用下,有可能开裂、坍塌导致LNG泄漏,进而造成重大的安全事故。目前国内尚无相关规范规定,而国外的标准、规范也仅给出了一般性的条款,没有具体的计算公式。为此,阐述了安全阀火灾热辐射研发的必要性;探讨和建立了LNG全容罐的传导、强制对流、火灾辐射和内部空间自辐射,以及相互耦合的复杂三维瞬态热分析有限元模型,获得了瞬态热分析各个燃烧时间点的计算结果,并给出了合理的解释;最后将热学模型转换为力学模型,施加火灾产生的温度,组合气压和自重,经计算获得了LNG全容罐在火灾燃烧时限内的最大应变。结果表明,与混凝土的极限应变对比,储罐不会发生压碎坍塌。该研究成果为后续国内规范的编制和LNG全容罐结构优化设计奠定了基础。     

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本文介绍了我国首例海上小规模液化天然气１２００ｍ＾３试验槽船及其配套的ＬＮＧ储存系统船槽采用与船体配合好、且能满足压无损运输要求的圆筒形式储槽；岸上采用结构简单，制造安装方便，具有较高经济性的常压立式储槽；海上平台采用了具有良好抗风流和抗颠簸性能，承压性优，冷损耗低的球形储槽；对工艺流程，设计结构、绝热方式，安全监测及防护系统，汽化及卸货等进行了探讨；分析了当前我国在低温变化，低温储运、制造技术已     

城市天然气事故应急供气系统的研究

城市天然气管网的稳定供气事关国计民生, 应建立安全可靠、经济实用的供应保障体系。如何针对城市具体情况，因地制宜选择合适的调峰与事故备用气源，增强城市管网应急供气能力，是备受关注的重要问题。集“调峰、事故备用、应急气源、汽车加气及储运”于一体的大型多功能LNG站，因其具备使用功能齐全、设备利用率高、结构紧凑、节省土地、运行成本低、可靠性高等特点，能较好解决设备闲置率过高、经济负担重的矛盾，兼顾投入与产出的关系，是一种前景较好的事故备用气源模式，对构建城市安全供应保障体系具有重要意义。