我国首艘3万立方米LNG运输船交付运营

<正>2015年5月,由江南造船(集团)为中海油建造的国内首艘3万立方米LNG运输船"海洋石油301"在广东珠海锚地正式交付,即将投入运营。该船是全球最大的C型LNG运输船,也是中海油中小型LNG运输船舰队的首制船。"海洋石油301"船长184.7米,船宽28.1米,满载排水量约27 750吨,货舱内置4个独立C型液货罐,可装载3万立方米的液化天然气。同时,"海洋石油301"是真正意义上的"中国制造"。海油发展采油服务公司负责船型开发,并联合上海船舶研究设计院进行设计,江南造船(集团)有限责任公司负责建造。     

LNG船液货舱预冷过程

LNG船在装货前要向液舱内喷入少量LNG或液氮进行降温，喷入的LNG吸热降温并需使液舱温度达到一定值后才能开始正常的装货，预冷过程影响到LNG船液货舱的安全。对LNG船液货舱的预冷过程进行了分析，提出预冷过程的数学模型，由此得出预冷理论规律。同时，以12.5×10⁴ m³的MOSS型LNG船为母型船进行了理论推导、编写计算程序和实际计算，并与实船试验进行比较分析，得出LNG船预冷的实际规律，对船舶实际航行中的预冷计划和节约预冷时间具有指导意义。     

我国大型LNG船建造技术取得重大进展

中国船舶工业集团公司沪东中华船厂近日成功完成了正在建造的14．7万立方米液化天然气（LNG）船液货舱次层绝缘箱密性试验，并通过了美国ABS船级社、法国GTT公司和船东的共同认可验收。由于要装载极低温（零下163摄氏度）的液化天然气，为确保安全，薄膜型LNG船必须设装高精度、高可靠性的液货围护系统，这是LNG船的主要特点和最大难点。     

LNG中小型应用加速

如果天然气能代替一半石油消费,去掉国有大型企业的市场份额,中国中小型LNG企业仍有较大发展空间,预计未来10至20年保持良好的发展势头。4月18日,中国第一艘双燃料3万立方米LNG在宁波开工建造。这是目前国内首艘3万立方米、采用C型货舱技术、主推进系统采用双燃料电力推进方式的中小型LNG运输船,具有创新和填补国内空白的重要意义。目前,中小型LNG船的需求受到国内船厂的关注。因为利用大型LNG船进     

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。     

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。     

FLNG贸易交接计量系统选型研究

深远海气田新型开发装置FLNG的主要商业产品包括液化天然气(LNG)和液化石油气(LPG)、天然气凝析油,FLNG作为装载港与LNG运输船、LPG运输船及穿梭油轮进行贸易交接,在FLNG上需分别设置各天然气产品的贸易交接计量系统。国际上,LNG贸易交接计量以LNG运输船贸易交接计量系统为主计量系统,在FLNG上设置LNG计量系统做比对。研究表明:现阶段LNG贸易交接计量以雷达液位计舱容体积静态计量方式为主,动态计量流量计还处于研究试用阶段,目前有科式质量流量计和超声波流量计作为对比表在工业上有初步应用。LPG及凝析油的贸易交接计量可以采用雷达液位计静态计量,也可以采用流量计进行动态计量,流量计包括质量流量计和液体超声波流量计,相比于静态计量流量计的计量准确度更高。     

LNG发电船市场及初步方案研究

总结东南亚、南非等地区的电力情况以及燃料油船的应用情况，结合液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)发电船的优点，分析LNG发电船的应用前景。从燃气发电、LNG气化、电气系统、LNG储存四大模块对LNG发电船初步方案进行研究。燃气发电模块采用2套单轴燃气—蒸汽联合循环机组、海水直流冷却的方案，发电功率约216 MW;创新性地将燃气发电模块的冷却水用作LNG气化模块的热源，减小了气化器的规模和投资，节约了海水用量和能耗，提高了能源综合利用效率，并验证了LNG气化模块常温海水启动供给单套燃气发电机组启动的路径；电气系统模块提供向岸电供电、向其他船舶供电、发电自用等多种模式自由组合；比较不同类型的LNG船液货舱，推荐选用薄膜型液货舱。通过燃气发电、LNG气化、电气系统、LNG储存四大模块的案例计算，形成了LNG发电船一体化初步解决方案。     

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。     

未来世界石油产量将保持稳定

2006年是LNG工业发展的关键一年。2005年12月以来，大量新建的LNG产能投产。在LNG运输业中，第200艘LNG运输船投入运营，LNG首次成功实现船对船的转运。墨西哥和中国都已经开始投产其第一个LNG接收终端。     

LNG汽车冷能回收系统相似模化分析

在相似理论的指导下，通过对比分析氮气和天然气的物性，对液氮模拟液化天然气汽车冷能回收系统进行了相似模化分析。结果表明，在LNG冷能回收系统各换热器中，表征氮气与天然气流动与换热的主要准则--雷诺数准则和普朗特数准则非常接近，二者偏差均在保持在5％以内。在此基础上建立的试验系统测试结果表明，液氮模拟LNG冷量回收汽车空调系统具有较好的冷量利用性能。氮气流量在5.5～8.5 m³/h范围内，系统回收冷量满足汽车空调送风温度要求。因而，作为研究的一个重要步骤，可以采用安全、便宜的液氮替代液化天然气，进行系统冷能回收实验研究。     

基于改良?分析方法的LNG冷能空分工艺优化

针对传统分析方法只能找到有效能损失的关键设备而无法找到其损失的主要源由的不足,提出了改良的?分析方法。为了提高LNG冷能用于空气分离工艺的效能,基于大连LNG接收站的基础数据,利用HYSYS软件对提出的LNG冷能空分工艺进行模拟,对传统?和改良?进行分析计算,研究了主要设备各类?损的分布情况,找到了引起各设备有效能损失的主要原因,并基于改良?分析结果进行工艺优化。研究结果表明:(1)?损失可划分为可避免内源性损失、可避免外源性损失、不可避免内源性损失和不可避免外源性损失4个部分;(2)各个压缩机的?损分布情况较类似,可避免的内源性?损均占较大比例;(3)不同换热设备的?损区别较大,LNG-104、E-100、E-101主要为可避免外源性?损,其他换热设备主要为不可避免内源性?损;(4)水冷器E-100和E-101的可避免外源性?损占比很大;(5)针对改良的?分析结果提出了更换压缩机、增加冷流、增加预冷设备等为优化方向的两种优化方案,优化方案的单位液态产品能耗和有效能利用率较原方案均有所改善,对比分析后优选了优化方案二——方案二的能耗约为0.394 9 kWh/kg(降低了6.6%)、有效能利用率约为0.40(提高了28.891%)。结论认为,优化结果验证了在LNG冷能空分工艺中采用改良?分析优化方法的可行性,为实际工程中空分工艺的优化开辟了一条新的技术思路。     

基于LNG气化分段模型的低温动力循环火用分析

构建LNG低温朗肯循环发电系统是冷能利用的主要方式之一。为了提高LNG冷能回收效率,根据LNG气化特性,笔者提出了冷能的分段利用模型,并采用火用分析的方法对低温朗肯循环各环节的火用损失进行了分析,得出如下结论：①LNG气化曲线存在较为明显的分段规律,为建立高效的冷能发电循环提供了基础;②LNG低温朗肯循环发电系统的火用损失主要集中在换热设备当中,因而系统的优化重点应放在对于换热设备尤其是冷凝器的优化上,减少平均换热温差能有效降低换热器的传热不可逆损失;③对LNG按不同温度段进行回收利用,构建梯级循环发电系统,能有效减小循环冷火用损失,提高LNG冷能回收效率。根据LNG气化特性构建的梯级循环流程较单极循环流程而言,总的冷火用损失显著减少,冷火用利用效率提高了16.2%。     

LNG沉浸式气化器的数值模拟

液化天然气调峰系统中常用沉浸式气化器。与普通换热器相比,LNG沉浸式气化器有很多特殊性。为实现LNG沉浸式气化器的合理设计,必须掌握其内的两相流动流场及其传热特性,而LNG沉浸式气化器内流体流动和换热方面的数值模拟尚未见报道。在分析、组合其他模型的基础上,建立了LNG气化器内流动与传热过程的物理和数值模型,用标准湍流模型描述流体的湍流流动,用混合物模型处理多相流动,用离散相模型描述射流气体与水浴的相间耦合计算,用UDF函数添加源项方法描述液体气化过程,对LNG沉浸式气化器进行了三维数值模拟。获得了管程LNG气化过程中气、液相分布和流动情况,讨论了换热管倾斜角、射流气体雷诺数、射流喷嘴与换热管相对位置对气化过程的影响。结果表明,换热管向上倾斜2°以上可避免产生气阻现象;喷嘴射流气雷诺数在50 000左右、喷嘴与换热管同位布置换热效率最高。     

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天然气热泵发动机汽缸工作排烟气的不连续性，使进入换热器流量呈现周期性变化，因此，将传统的稳态方法用于发动机烟气换热器的设计与模拟会产生较大的误差。为此，研究了天然气热泵余热回收换热器的运行特性及换热性能，分析了排烟换热器的烟气温度变化与压力损失，建立了具有动态分布参数的模拟计算数学模型并据此描述了换热器内部的流动与换热情况。针对此类余热回收换热的特点，提出了在不明显影响系统整体性能的前提下加强余热回收力度，充分发挥燃气机热泵余热回收的优点，提高系统的整体性能的思想。     

LNG接收站BOG管网进液危害分析及应对措施

在LNG接收站开车、运行过程中,BOG管网进液可能导致BOG再冷凝系统停车、LNG储罐超压损坏、火炬火雨等严重后果。对LNG接收站BOG管网的潜在进液点进行了分析,讨论了进液危害及应对措施,并从设计、操作管理等方面提出优化措施,为LNG接收站工程设计、开车预冷、运维等提供参考和实践指导。     

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。     

薄层隔热保温涂料的研制及应用

常规保温材料的研究以提高孔隙率、提高热阻、降低传导传热性能为主,但其对流传热及辐射传热较难降低。当今以传热机理改进保温材料及保温结构是重要发展方向。文章介绍了一种借鉴国外航天工业用高科技绝热涂层的技术思路,并结合国情研制成功的具有高辐射率的薄层隔热保温涂料,它可弥补常规保温材料的不足。该保温涂料以液态涂料方式存在,干燥后的涂层热阻较大,特别是热反射率高,可有效地降低辐射传热,施工方便,涂层薄,无接缝,附着力好,集防水隔热外护于一体。绝热等级为R21.1,热反射度0.79,热辐射率0.83,固含量54％,性能接近国外同类产品水平,成本仅为国外产品的1/4左右。可直接以涂层方式使用,也可与其他多孔保温材料复合构成低辐射传热结构,作为石油石化行业成品油罐及储罐的隔热保温、管道及设备的保冷及屋面隔热保温涂层使用,综合节能效益高。