基于计算流体动力学的LNG卸料管线预冷工艺仿真研究

为了防止低温液化天然气(LNG)突然进入卸料管线引起局部管道大幅度收缩从而造成管道的损坏,卸料管预冷效果的分析校核是必须的。目前国内对于卸料管线预冷时间和预冷流量均以经验为主,基于计算流体力学的方法,研究LNG卸料管预冷过程仿真方法,包括几何模型、网格划分、物理模型选择等,得到卸料管预冷过程数值模拟方法。     

浙江LNG接收站卸料管线BOG预冷模拟研究

由于LNG的低温特性,在其首次进入接收站工艺系统前,需要先对LNG卸料管线采用低温LNG蒸气（BOG）预冷至-120 ℃,然后再引入LNG将卸料管线冷却至-150 ℃。卸料管线预冷是确保LNG接收站顺利投产试运行的重点工作。为此,以浙江LNG接收站为例,采用自编程序建模,针对管径为1 000 mm长距离LNG卸料管线的BOG预冷过程,建立了一维流动传热模型,借助MATLAB工具模拟了BOG预冷LNG接收站卸料管线的整个过程,结果显示：卸料管线壁面温度下降速率最大不超过10 ℃/h,计算时间步长取10 s,计算得出737 m的LNG卸料管线冷却到-120 ℃左右所需时间为30.25 h。同时还分析了不同因素对卸料管线预冷过程的影响,结果显示：①冷却用BOG流量随着时间的推移逐渐增大,在冷却结束阶段,BOG流量达40.95 kg/s,累积BOG消耗量为14 330 kg;②管道内BOG流速随冷却时间增加而增大;③管道内BOG压力随冷却时间及管道长度的增加而减小。建议实际操作中,将管线冷却至-100 ℃即可进入LNG冷却阶段,可节省整个管线的冷却时间及BOG用量。     

LNG卸料臂振动原因分析及解决措施

根据LNG卸料臂管道中气液两相流以及多次实际接卸过程中的预冷参数分析可知,LNG卸料臂在卸货初期出现剧烈振动的主要原因是卸料臂管道中气液处于混合状态,卸货后出现气阻现象,由于前后压力不平衡,导致卸料臂振动。针对以上问题提出相应措施:在预冷结束与启动货泵期间,通过泄放阀继续对卸料管线泄放,将产生的BOG排放至BOG总管;船上卸货泵启动后,根据LNG流量对泄放阀进行多次开关,直至泄放阀过流为液体时结束泄放;开始卸货后,船方逐个启动货泵,保证流量稳定,同时及时与陆上操作人员沟通,做出相应操作。经实践,上述措施可有效预防卸料臂在卸货初期的振动,为顺利接卸LNG船提供了有力保障。     

大型LNG接收站首船接卸作业流程分析

随着中国能源需求的不断增长和环保要求的日益提高,国内大型LNG接收站的建设迎来了高峰期、LNG接收站的首船接卸是一个系统工程,同时也是LNG接收站建设的里程碑,因此,国内外LNG接收站都高度重视首船接卸分析了大型LNG接收站首船接卸的典型程序,从生产准备,卸料管线BOG置换、预冷,卸料管线LNG填充．储罐预冷和填充,注意事项等方面系统阐述了LNG接收站首船接卸作业,并提出了相关优化建议     

LNG接收站新增储罐及其卸料管线冷却方式探讨

目前,国内已建LNG接收站普遍存在新建储罐的投用问题,需对新建储罐进行预冷及调试。为此,简述了新建储罐及其卸料连接管线预冷的原则,提出了利用LNG船进行冷却、利用原有储罐及设施进行冷却和外置蒸发器冷却卸料管线3种冷却方式,并分析了其优缺点,认为LNG接收站新增储罐及其卸料管线应根据接收站的生产设备情况,选择一个最简便、安全、经济的预冷方式。     

LNG卸料臂泄漏危害分析及现场处置方案

为了防止LNG卸料臂泄漏导致火灾及爆炸的发生,须研究出切实可行的应急方案。基于对LNG卸料臂泄漏到地面和海面后物理性质变化的分析,以及在切断泄漏源后泄漏量的计算,得出在短时间内泄漏量达到324.3 kg时潜在危害极大的结论。明确提出LNG卸料臂泄漏的应急措施:判断泄漏量,及时进行工艺隔离,切断泄漏源,控制LNG挥发,降低蒸发气浓度;为防止泄漏的发生,必须严格执行卸船准备工作,并在条件允许的情况下进行卸船。     

液氮+LNG预冷在大型常压LNG储罐的应用

针对传统LNG储罐预冷过程中出现的问题,提出了液氮+LNG预冷的技术,并成功应用于广安LNG储罐预冷。结果表明,液氮+LNG预冷技术在保证储罐预冷效果的基础上,有效地解决了工程上的两相流和相平衡问题,并明显减少了材料费用,是一种安全性和经济性兼备的高效预冷方案。同时,采用Fluent流体计算软件与传统计算方法相结合,研究了预冷过程中储罐的温度变化规律,对实际生产具有指导意义。     

LNG卸料控制探讨

本文分析了卸船时间、卸料臂预冷速度、罐压、再冷凝器液位4大卸船控制关键点,并提出相应的控制措施。     

LNG卸料臂国内设计制造水平现状分析

LNG卸料臂是连接LNG船舶与陆上输送管线的重要设施。LNG卸料臂设计、制造和检验的主要难点在于材料深冷处理、旋转接头设计及低温动态试验、紧急脱离装置设计及可靠性、快速连接接头可靠性。国内厂家经过持续攻关,初步解决了LNG卸料臂技术难题,开展了旋转接头、紧急脱离系统等关键部件的设计、制造以及低温试验,完成16寸大型LNG卸料臂样机的研制及样机低温脱离性能测试。在调研大型LNG卸料臂设计能力、加工机具、试验平台及卸料臂研制的具体情况的基础上,提出三点建议,为LNG卸料臂国产化样机工程测试提供参考。     

基于Python的大型LNG全容储罐预冷仿真分析系统开发

为了减少LNG全容储罐预冷模拟试验研究的成本,通过仿真软件对LNG全容储罐预冷过程进行模拟分析.基于Python语言开发出大型LNG全容储罐预冷仿真分析系统,将预冷相关的技术、行业经验与仿真流程封装成模板,使用者仅需输入相应参数,程序模板自动执行仿真计算,即可得到预冷过程的仿真结果,降低了仿真使用门槛,缩短了预冷效果的...     

基于Aspen Hysys的LNG接收站卸料工艺模拟

为降低LNG接收站卸船工艺产生的功耗,分析了接收站的功耗来源,归纳出影响接收站功耗的五个主要因素:保冷循环流量、支路流量、环境温度、卸船周期、卸船温度。使用HYSYS软件建立卸料工艺系统动态仿真模型,在给定工况下对LNG接收站卸船过程进行模拟,计算接收站总功耗,得出各工况下的最优操作变量,最后以接收站实际生产工况为例,验证模拟研究方法的可行性。     

液化天然气(LNG)管道预冷技术工艺优化

主要总结和阐述了LNG接收站卸料管线液氮预冷设备工艺流程、操作流程、温度控制和调节、流量调节,合理优化现场施工,并对现场数据进行分析,提出相关建议。     

LNG高压外输泵预冷监测方案比较

LNG高压外输泵使用前须用低温汽化气和少量LNG预冷到工作温度。预冷操作影响外输泵的安全和正常工作。对LNG高压外输泵预冷检测方案有:液位监测预冷和电阻式温度检测器(RTD)检测预冷。经比较,结论为用液位监控预冷是比较有效的方式。     

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。     

实现操作费用最小化的LNG接收站卸船工艺优化

液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)接收站卸船工艺操作是接收站运行过程中的重要环节,但在实际运行过程中,卸船工艺总是保持运行参数不变,不利于实现LNG接收站运行成本最小化。为此,基于卸船周期内接收站各设备的运行状况,划分卸船周期运行阶段,分析创建卸船工艺操作功耗的计算公式,建立卸船工艺流程动态仿真模型,构建以最小年总功耗为目标函数的卸船工艺优化运行模型,并采用优化模型实例与未优化实例进行效益对比分析。研究结果表明:(1)卸船工艺优化运行模型能够实现LNG接收站在面对不同的卸船工况时能够及时对操作变量进行调整,以最优方案运行,降低了功耗;(2)该研究成果应用于中石油江苏如东LNG接收站,优化运行方案比原方案降低了13.0%的功耗。结论认为,在工况复杂的实际生产过程中,卸船工艺优化运行模型可以通过实时调整运行参数来减小功耗,对于接收站的降本增效具有现实意义。     

大型LNG储罐预冷数值模拟

建立大型LNG储罐预冷模型,采用FLUENT软件对储罐低温气体预冷过程进行数值模拟,研究了储罐冷却过程中物理场的变化规律以及低温气体入口流量。结果表明:(1)大型LNG储罐预冷时,罐内气体温度最先降低,罐底比罐顶、罐壁最先冷却;(2)根据规范中对储罐预冷温降速率的要求调控低温气体的流量,提出五阶段LNG储罐逐步冷却方法,得到了不同阶段低温气体的入口流量。     

卸料臂操作出现的问题及解决措施

针对福建LNG接收站在运行期间出现的RCT无法操作卸料臂、液压油温度过高导致液压油变质影响卸料臂及卸料臂操作不当造成液压管路和阀门损坏等问题进行了分析,并提出了相应的解决方法,阐述了操作卸料臂应注意的事项。     

LNG项目中冷管鞋的结构及安装工艺

冷管鞋作为LNG项目中工艺管线的一个关键附件,其安装质量关系到LNG管线的稳定性及保冷效果,是施工过程中的一个关键点。本文研究了多个国外大型LNG项目中冷管鞋的结构及组成,详细总结了冷管鞋的安装工艺、核心要求及注意事项,可为LNG管线冷管鞋施工提供指导和借鉴。     

液化天然气管道在线检验方法探索与实践

液化天然气(LNG)接收站停机检验会导致断供,因此提出一套"RBI风险分析—CFD模拟—在线检测"在线检验技术方案,以大管径卸料管线为例开展研究.研究表明,引起卸料管线失效的主要原因为内部冲刷;CFD模拟揭示出弯头的外弯处和三通的两管交接处更易产生冲刷;通过红外热成像技术检测保冷层状况,可筛查重点检验部位;瞬变电磁技术...     

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。