LNG接收站及配套高压管道调峰方式研究

随着城市天然气管网建设的不断发展,城市生活用气量不断增大,用气量随时间变化出现大幅的波动。从LNG接收站及配套管线的角度选择有效且经济合理的调峰方式是非常必要的。以珠海LNG项目工程为例,对利用LNG接收站及高压管道解决用户调峰问题的方式选择进行了分析。通过利用SPS软件对高压管道进行动态模拟,对LNG接收站几种调峰方式在技术上、经济上的合理性进行分析,提出最佳方案。     

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接收站工艺流程模拟计算

采用软件对LNG接收站工艺流程进行静态模拟计算是LNG接收站工艺设计最重要的工作之一。采用HYSYS软件建立模型并开展研究,分析了影响模拟结果准确性的关键因素。根据所得结果,认为在某一假设参数条件下LNG接收站在零气态外输、卸船、无槽车槽船外输的工况的BOG量最大;在最大气态外输、装车、装船工况下低压外输负荷最大;采用中/高压BOG压缩机直接外输与再冷凝工艺相结合的BOG处理工艺有利于在气态外输和液态外输量较小的工况下减少放空。     

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。     

LNG接收站双码头卸料工况的水击分析

中国LNG进口量已跃居世界第一位,LNG接收站的建设规模及周转量也逐年增加,单一码头已不能够满足LNG接收站的接卸要求,因此多个码头建设对LNG接收站工程提出了新的要求,从双码头双卸料管线的设计出发进行水击分析,提出了LNG接收站建设双码头的必要性。以解决双码头卸料水击压力及不平衡力为目的,利用管道波速方程、运动方程、连续方程为理论依据,搭建计算模型,采用PIPENET专业流体水击计算软件为计算工具,以实际操作工况为设计条件输入进行计算分析。计算结果合理可行,可为下一步管道及应力计算提供设计依据,最终满足整个卸料管线设计要求。     

基于E-P分析法对LNG接收站能耗的研究

针对LNG接收站能耗分析受气液比等因素影响的问题,应用E-P分析法对LNG接收站能耗情况进行了分析,提出了基本能耗、可变能耗等控制指标的概念。首次应用E-P分析法对LNG接收站月度能耗进行预测,预测结果与实际测试结果偏差率仅为2.62%;真实地预测了LNG接收站月度用电量;通过E-P法分析外输量,为LNG接收站产品单耗指标的完成提供了生产工艺优化、商务沟通等方式。E-P分析法在LNG接收站能耗的分析及能耗预测应用,为国内LNG接收站能耗分析及预测提供了一种新方法,同时可为国内外其他LNG接收站能耗分析及预测提供参考依据。     

LNG接收站经济性运行策略优化

节能降耗一直是企业发展的重要措施。针对液化天然气(LNG)接收站的外输负荷周期性变化特点及峰谷电价政策,建立了LNG接收站的经济运行优化模型,理论上获得经济运行策略优化准则。由于接收站的运行条件复杂多变,各设备的运行工况彼此相互耦合,很难对模型进行解析求解,因此,建立了一个可以准确反映LNG接收站动态特性的运行操作仿真平台,并结合所导出的优化准则,选择国内某运营的LNG接收站3种夏季典型外输日负荷工况进行了运行策略优化,接收站每月可以节省约4.38%的电费。实例研究结果表明了此优化准则的有效性、动态仿真平台在寻优过程中的可靠性与优越性。     

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。     

采用动态物流模型计算LNG接收站的有效罐容

科学合理地确定LNG储罐罐容及数量配置是LNG接收站前期研究阶段最重要的任务之一,目前国外概念设计与前端工程设计一般用静态经验公式估算法来确定新建LNG接收站项目的LNG储罐罐容,再采用外部第三方或其内部开发的动态数学模型进行核算,基本未考虑用气市场的波动性和调峰需求,估算结果明显低于LNG接收站达到设计负荷工况下的实际需求。为此,引入成熟的物流概念和技术,把握LNG产业链的物流本质,针对LNG接收站储罐的库存物流和LNG运输船到港、卸货的排队物流特性,建立了用于计算LNG接收站储罐罐容及其数量配置的动态数学模型。通过广东某LNG接收站项目实例计算比较可知,该模型具有以下优点:既可确定经济合理的LNG运输船船容及配置、LNG接收站罐容及配置,又可计算出非均匀船期条件下的LNG储罐罐容及所需配置数量,还可动态地掌握LNG储罐库存曲线的变化情况,为现货采办等经营手段提供可靠的决策依据。     

LNG接收站BOG再冷凝工艺的模拟及优化

BOG再冷凝处理工艺是LNG接收站的主要流程之一,利用ASPEN HYSYS流程模拟软件对BOG再冷凝工艺流程进行了模拟,并对影响再冷凝工艺的因素进行了分析,继而提出利用过冷的LNG对BOG气体进行预冷,通过减小物料比,最终达到降低BOG压缩机功耗的目的。利用HYSYS对优化后的流程进行模拟,发现优化后的再冷凝工艺BOG压缩机功耗降低了49.6 k W,节约功耗20.3%。     

基于Aspen Plus的LNG船BOG再液化工艺模拟

BOG是液化天然气(LNG)在运输过程中部分蒸发出的天然气,利用Aspen Plus对LNG船氮气制冷BOG再液化工艺进行了建模,并研究了制冷剂流量、BOG换热后N2温度TS12、BOG压缩机出口压力pS1对BOG再液化率及制冷系数等流程性能评价指标的影响,得到优化的操作条件为:制冷剂流量为4.28kg·s-1,TS12为-135℃,pS1为0.46MPa,此时,BOG再液化率为82.53%,BOG再液化循环制冷系数εBOG为3.14,N2循环制冷系数εN2为1.32。针对N2制冷循环中三级压缩机组能耗高问题,以功耗为目标函数,对压缩比进行了优化。     

日本LNG接收站的建设

及时了解、吸收国内外先进的LNG接收站建设经验,有助于推进我国正大力进行的LNG接收站建设工作。为此,详细介绍了世界最大LNG进口国及建有最多LNG接收站的国家--日本的LNG接收站建设经验,阐明其LNG接收站具有以下特点：建设较早,多采用地下罐,配有大量LNG卫星站和管网,实行 LPG和LNG兼营,建有个别的内航船LNG接收站,LNG法规完备,LNG接收站项目由保险公司和银行等投资,燃气公司负责LNG接收站运营,重工制造公司负责LNG接收站的设计建造,商社负责LNG资源采购。研究成果对我国有如下启示：做好规划建设,适当建设内航船LNG接收站、地下罐; LNG与其他能源合理配置,尽量不用来发电;引入银行和保险公司的风险投资机制;同时加强对日本和中国台湾省LNG接收站的调查研究和学习。     

我国液化天然气接收站防爆设计

在天然气行业防爆安全是企业的头等大事,在液化天然气（LNG）接收站工程设计中必须采取相应的措施。探讨了LNG接收站爆炸危险环境特点及危害以及释放源的确定,总结了危险区域划分方法,阐述了LNG接收站常用防爆措施,如建筑物的防爆设计、通风防爆设计、防爆电气设备的选用等,总结了国内LNG接收站工程防爆设计的特点,提出的建议对后续工程建设有借鉴作用。     

我国液化天然气接收站防爆设计

利用动力学模型分析、Turbiscan Lab型分散稳定性分析仪、单滴法等研究了黏土颗粒对吉林原油乳状液及油水界面性质的影响。结果表明,随黏土浓度增加,体系动力学反应速率常数先降低后增加,乳状液稳定性先增加后有所降低;黏土颗粒的加入降低了乳状液背散射光减小的幅度,增加体系聚结稳定性,但也可充当液滴间的连接媒介促进小液滴间的排液与聚并;黏土在油水界面的吸附使液滴排液时间、生存半衰期增长,破裂速度常数降低,界面膜强度增加。     

LNG泄漏扩散模拟研究

为了准确描述环境因素对液化天然气(LNG)泄漏后扩散的影响,研究和比较了各种气体扩散模型,将板模型和高斯模型相结合建立液化天然气泄漏扩散模型;重点讨论了泄漏后蒸气扩散的运动规律及重要影响因素,结合大气湍流理论和气体运动状态方程对LNG蒸汽的重气扩散和被动扩散过程进行了详细论述。运用MicrosoftVisualBasic和MATLAB语言开发了液化天然气泄漏扩散模拟软件,通过模拟不同情况下LNG泄漏的危险性区域,分析了环境因素对LNG泄漏后果的影响。将模型计算结果进行了结果分析,总结了风速和大气稳定度相互作用对液化天然气泄漏的影响规律,为该类事故的风险定量计算提供了可借鉴的方法,可为有关部门制订和完善事故的应急救援措施和风险管理提供参考。     

基于ANSYS的LNG储罐罐体温度场的数值计算

LNG储罐结构复杂,储罐内部与外界环境存在着巨大温差,罐体温度场的数值模拟结果对于LNG储罐的设计具有参考价值。文章以全容式LNG储罐为例,选取1/12储罐的三维模型作为研究对象,建立了基于ANSYS软件的储罐罐体三维稳态温度场数值计算模型,计算得到罐体、罐底与罐壁连接处和罐顶与罐壁连接处的温度场分布图,并进行了分析。     

LNG接收站取样系统改造对计量结果的影响

广东大鹏液化天然气有限公司LNG接收站为EPC建成,经过几年的运营后,发现原LNG取样系统存在设计缺陷,不能取到有代表性的样品。LNG分析准确度高低的前提是能否取到有代表性的LNG样品,对于LNG贸易交接,取到有代表性的LNG样品极为关键。针对取样系统的缺点,改造目的非常明显:汽化前的LNG液体样品进行特殊真空保温,增加LNG汽化器的功率,快速汽化。改造完成后,经过改造前后的比较,效果令人满意。