LNG储罐内BOG再液化工艺研究

LNG储罐是各类LNG工厂和LNG站必不可少的重要设备,由于LNG温度远低于环境温度,尽管对储罐采取绝热措施,但蒸发仍是不可避免的,LNG蒸发使储罐内压力和温度升高,对储罐产生不利影响。为了减少LNG储罐内低温蒸发气(BOG)直接放空或燃烧造成的污染与浪费,在以往BOG再液化工艺基础上进行优化,设计出适用于LNG站储罐内BOG再液化工艺。该工艺利用LNG站对外供气过程中输出的LNG自身冷能,在压缩机、冷凝器等设备的作用下将LNG储罐内BOG再液化,并以60方LNG储罐为例,用Aspen Plus软件对工艺参数进行优化。研究结果表明:该工艺利用对外供气过程中输出的LNG自身冷能不仅可提高BOG的回收率,使BOG在LNG储罐中循环利用,同时可有效减少LNG冷能浪费;60方LNG储罐,输出LNG流量达到110kg/h即可满足BOG冷凝要求;具有设备少、投资小、能耗低、操作简单的优点,为各类LNG站储罐内BOG再液化处理均有应用价值。     

低温液体蒸发气再液化系统内BOG动态分析研究

低温液体蒸发气再液化系统漏热引起的储罐内低温液体蒸发气(BOG)蒸发速率和压力有效控制是试验正常进行的关键,通过对储罐内低温液体的热响应分析,建立罐内低温液体和BOG计算模型,对制冷机关闭情况下储罐内压力(BOG压力)和BOG蒸发速率随储存时间的变化过程进行数值计算。结果表明:随着储存时间的增大,储罐内压力升高、压力增长速率加快、BOG蒸发速率减小;液氮和BOG温度升高对储罐内压力升高速率具有显著的影响;制冷机可以实现对罐内压力和BOG量的调节控制。为制冷机控制方案的制定和后续开展低温液体BOG再液化试验研究提供理论基础。     

真空绝热板在大型低温储罐上的应用

真空绝热板(VIP)由于其优良的绝热性能,已经在许多领域得到了广泛的应用,但在大型低温储罐上的应用并不多见。基于这一现状,从绝热效果、技术性以及经济性等方面,论述了真空绝热板在大型低温储罐中应用的可行性。分析表明,真空绝热板可以提高大型低温储罐的绝热效果,降低储罐建造难度和绝热层施工难度,而且还减少了绝热层厚度,降低了绝热成本,可以在大型低温储罐中逐步推广应用。     

氮含量对大型储罐BOG产生量的影响

为探究氮含量对大型LNG储罐内蒸发气体(BOG)产生量的影响,以某大型单容LNG储罐为例,建立BOG量计算模型,基于Aspen Plus软件,分析储罐内LNG饱和温度、密度、气化潜热随氮含量的变化规律,并与理论计算值进行对比,得出氮含量对蒸发率影响。结果表明:当压力为1.01325×10~5Pa时,随着LNG中氮含量的增加,饱和温度和汽化潜热减小,密度增大,且LNG汽化潜热和密度理论计算与软件模拟结果较为吻合,最大误差分别为7.24%和9.75%。LNG蒸发率随氮含量的增加而提高,氮含量在0~30%之间时,LNG蒸发率理论计算与软件模拟结果仅分别增加0.0018%/d、0.0003%/d。储罐BOG产生量随着氮含量的增加而增加,且理论计算与软件模拟结果较为吻合,误差不超过3.11%。     

低温储罐充液后夹层压力变化规律

低温储罐在充液后内罐因温度下降而冷缩,夹层空间增大,同时夹层温度也将下降,综合作用使夹层真空度升高及绝对压力下降,这对低温容器绝热是有利的。为了计算充液后夹层压力的大小,研究了低温容器充液后内罐冷缩及夹层温度变化情况,给出了夹层压力的计算公式。实例计算表明充液后夹层压力下降显著。     

低温储罐气相空间漏热的理论研究

低温液体在储罐内的无损储存时间是低温储运过程中非常值得关心的一个问题,而漏热量的准确确定是预测无损储存时间的关键因素。使用了大空间自然对流换热模型,对气相空间的漏热进行了研究,在此基础上,提出新的无量纲数G l。并在总结分析的基础上给出了适合工程应用的气相漏热计算公式和气相漏热实用估算表。     

LNG球形储罐预冷计算

预冷是大型低温储罐投用前最为关键的一步,充分的储罐预冷作业前准备、冷却速率和预冷用液氮量的计算以及安全措施的严格执行是大型低温储罐预冷得以顺利实施的重要保证。通过分析LNG球形储罐预冷时的热力过程,以一台3000m3球形LNG储罐为例,计算其预冷时间和预冷用液氮总量,得到了定压下LNG储罐预冷所需的液氮总量及罐体温度随时间变化的动态趋势,为制定液化天然气球形储罐预冷方案提供了理论依据。     

基于压力变化的低温储罐日蒸发率研究

通过进行低温储罐静置试验,研究不同液位条件下罐内压力随时间的变化,根据低温介质物性方程和储罐容积公式,计算得到不同液位条件下储罐日蒸发率.结果表明,静置过程中罐内压力随时间呈线性变化,压力上升速率随液位降低而逐渐增加.日蒸发率随时间动态变化,储罐液位越低日蒸发率越大.当储罐液位从85％降低至12％时,压力上升速率变为原...     

绝热层对大型LNG储罐动力特性影响分析

为了研究绝热层对大型LNG储罐动力特性的影响,基于ANSYS有限元软件,分别建立有绝热层和无绝热层的2×104m3LNG储罐模型,对这两种模型分别进行模态分析和地震响应分析,得到自振特性和动力响应情况。研究结果表明:有绝热层储罐模态振型主要发生在拱顶,无绝热层储罐在罐壁,绝热层的存在增大了储罐的固有频率,改变了储罐位移变形量、变形发生的部位及储罐的应力分布,并且减小了等效应力,对罐壁底部发生局部失稳具有很好改善作用。     

地震作用对大型LNG储罐动力特性影响分析

为研究地震作用对大型LNG储罐结构动力特性的影响,基于ANSYS有限元分析软件对2×104m3LNG储罐进行模态和地震作用下的响应分析,得到储罐在水平地震、竖向地震及水平和竖向地震共同作用下的动力响应特性。结果表明:随着模态阶数的增大,模态振型由拱顶向罐壁延伸;在水平地震作用下储罐水平最大位移变形量、竖直最大位移变形量及等效应力均大于竖向地震作用,而在水平地震作用下储罐水平位移变形、竖直位移变形及等效应力分布规律与水平和竖向地震共同作用相同,水平和竖直方向最大位移变形量及等效应力值近似相等,说明地震对大型LNG储罐结构动力特性影响中水平地震作用是主要的,因此在地震频发地区建设大型LNG储罐时应将水平地震作用下的强度校核结果作为评价储罐抗震性能的一项指标。     

应用于低温贮箱的变密度多层绝热传热分析

采用Layer-by-Layer传热模型对真空多层绝热结构中的传热过程进行了分析,根据各项(辐射换热、气体导热、固体导热)换热分布情况,提出4区域不同层密度的多层绝热结构,分析了各区域层密度变化对多层绝热性能的影响,得出一个使总热流最小的层密度,研究了其各项换热规律以及受到热边界温度的影响。     

低温阀门测试液氮储槽设计

介绍了DN15-DN400低温阀门性能测试测试系统中低温液氮储槽的设计研制方法,从低温储槽的绝热设计以及结构强度设计方面进行了详细介绍.低温储槽采用了新型的悬挂式结构,设计中采用ANSYS分析软件,对其在冷热交变下的应力变化以及结构强度进行了模拟,实际使用效果表明,低温液氮储槽完全达到设计要求.     

低温储罐夹层管路的应力分析与优化设计

采用有限元方法对某低温管道进行了详细的应力分析,提出了改进措施从而达到了降低应力的目的。在管道的直管段增加两个π型弯头,可以提高管道柔性。依靠经验的设计不能完全保证压力管道的安全可靠性,采用类似有限元方法的详细应力分析是有必要的。该文的结果对工程设计问题具有参考意义。     

ZBO存储低温储箱内的压力变化模拟分析

低温推进剂在存储过程中,由于和周围环境存在较大的温差,热量漏入储箱后引起的低温推进剂蒸发不可避免造成储箱内的温度和压力的升高。当压力超过一定值,需要定期排空,从而造成低温推进剂损失。ZBO存储技术通过低温制冷机移出漏入储箱内的热量,可以有效地避免低温推进剂的蒸发损失。对储箱的漏热量进行了计算,并且对ZBO存储过程中储箱内的温度和压力变化过程进行了模拟。     

卧式低温液体贮罐电加热增压排放数值模拟

针对卧式液氧贮罐电加热排放过程,对其内部的物理场进行了数值模拟,分析了流体的流动对温度分层的影响以及温度分层现象的成因。研究结果表明,在电加热增压排放过程中,贮罐内部在竖直方向上存在明显的温度分层现象,大体上呈现出了平缓的递增趋势,但是由于加热壁面的扰动及冷热流体之间的换热影响,中间区域出现了比较大的梯度分布,导致了贮罐内部压力的上升。在浮升力的驱动下,贮罐内壁和加热壁面之间的液氧呈现出了近似于封闭腔内自然对流的流动状态,并且随着排放的进行,加热壁面和贮罐内壁之间的漩涡会进一步分裂成更小更复杂的漩涡,呈现出复杂的流动状态。     

小型冷库液体冷媒融霜系统的研究

研究了液体冷媒融霜系统应用于小型冷库制冷系统的性能;介绍了液体冷媒融霜原理和控制操作过程、液体冷媒融霜实验的装置和方法;对实验结果进行了分析;重点通过库温变化、蒸发器进出口温度压力变化、过冷度对系统的影响、系统COP几个方面,研究了液体冷媒融霜应用于小型冷库制冷系统的性能。     

基于Marx发生器的中小型电磁脉冲模拟器驱动源

为满足不同尺寸效应物抗强电磁脉冲(EMP)性能试验的需求,产生覆盖范围更全面、波形更理想的模拟电磁环境,对基于Marx发生器的一级脉冲陡化EMP模拟器驱动源的基本构成与工作原理进行了介绍。结合实际设计与调试经验,分析了设计该类装置时可能遇到的一些问题以及解决的方案。给出了研制的电压等级在100~600 kV的中小型EMP模拟器驱动源的结构、参数与输出指标。通过紧凑型Marx发生器、低电感平板型薄膜电容器、低电感输出开关等关键部件与连接结构优化、器件参数选取,获得在驱动源接120~180 Ω负载时可输出前沿1.2~2.7 ns、半宽32~41 ns的双指数波。     

复合绝热低温容器真空丧失后抗热冲击分析

真空丧失对低温容器的安全性是一大威胁,可能会造成严重后果。文中通过实验,利用氮气为破空介质,对比了高真空多层绝热结构与真空复合多层绝热结构低温容器在真空丧失情况下的排放率和漏热。结果表明,复合绝热结构在真空破坏时能较好的保护低温容器,大大降低了低温储罐真空丧失后的热冲击。