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。     

大型LNG储罐预冷模型及预冷参数计算

以16万方全容式常压LNG储罐为例,综合考虑储罐漏热及储罐材料比热容对储罐预冷过程的影响,建立预冷数学模型。计算结果表明:(1)冷却速率在-3K/h~-5K/h内,预冷介质用量与现场数据误差最大为5%,预冷时间的范围为39h~64h,得出最佳冷却速率-4.9K/h;(2)最佳冷却速率-4.9K/h下,罐内气体、9%Ni钢、铝吊顶、隔热层、漏热分别约占预冷介质用量的17%、29%、2%、46%和6%;(3)在允许温降范围内(-3K/h~-5K/h)提高冷却速率,可以减少储罐漏热消耗的预冷介质LNG用量。     

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。     

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。     

LNG储罐日蒸发率测量方法及计算

日蒸发率是衡量LNG储罐绝热性能的重要指标,有效了解储罐日蒸发率,将有利于LNG储罐安全运行的维护。结合储罐日蒸发率的定义和标准,根据实际操作情况,给出了几种测量LNG储罐日蒸发率的方法及其计算公式,并论述了各种测量方法的适用性和工艺条件。     

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%。     

16万方LNG储罐预冷数值模拟研究

LNG储罐预冷是储罐预投产中最重要的的一个环节。目前研究中,预冷介质多通过单入口进入储罐,而在实际预冷过程中预冷介质多通过喷淋环进入储罐。为更全面地分析LNG储罐预冷过程,建立16×10~4m~3 LNG储罐预冷介质多入口三维预冷模型,通过FLUENT软件对LNG储罐喷淋预冷过程进行数值模拟,研究罐内物理场变化规律,结果表明:储罐预冷过程分为高温恒定阶段、快速温降阶段及后期缓慢温降阶段。预冷过程中,温度场与罐内流场相互影响,罐壁下部温度总是低于上部温度,罐内下部压力高于上部压力,压力梯度明显。储罐的左右两边均形成了涡流,罐底中心区域出现二次回流,减慢温降速度。     

LNG大型储罐角保冷块处温度场的有限元分析

角保冷块的结构设计是大型储罐绝热结构设计的关键点所在。采用ANSYS软件,对大型LNG储罐角部的温度场分布进行了有限元分析。根据其计算结果对角保冷块的设计进行了分析和讨论。     

中小型低温储罐选型分析

中小型低温储罐作为气体工业和天然气工业中的核心设备,在空分装置、中小型LNG装置、LNG储配站及气化站得到广泛应用,其型式的选择关系着装置的造价及运行成本。结合已建部分工程实例,对1500m3、3000m3、5000m3、10000m3球形低温储罐和立式平底圆筒形低温储罐,从结构、材料用量、建造难度及建造周期、基础及运行费用等方面进行了详细对比分析。对比结果为:球形低温储罐在结构承压受力、绝热、基础占地及安全性方面要优于立式平底圆筒形低温储罐;容积较小时,二者的材料成本和运行费用相当;容积较大时,立式平底圆筒形低温储罐各项指标优势明显。结论是:容积在200m3~10000m3之间中小型低温储罐,如考虑工艺要求需带压储存,应选用球形低温储罐;无需带压储存,以1500m3为限,小于者选用球形低温储罐为优,大于者选用立式平底圆筒形低温储罐具有更好的经济性。     

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。     

LNG储罐用9Ni钢超低温韧性研究

对LNG储罐用9Ni钢进行超低温示波冲击试验,研究其低温韧性及动态断裂韧性变化规律。结果表明,在-100℃以上,冲击吸收能量保持稳定在280J左右,温度降至-196℃时,冲击吸收能量下降20%左右;9Ni钢在-100℃以上,冲击吸收能量与侧膨胀量具有一定线性关系;9Ni钢的裂纹形成功、扩展功与动态断裂韧性JID在-100℃以上时均能保持稳定,但在-196℃时均下降约20%,裂纹扩展功始终能保持总冲击吸收能量的70%,表明试验所用9Ni钢在-196℃具有良好的抗裂纹形成和扩展能力。     

LNG储罐内分层与翻滚现象研究发展现状

针对液态天然气的储存,不同的充装方式、氮的含量以及罐内液体老化均可以引起分层。国外理论模型Bates-Morrison和国内理论模型四阶段模型分别对储罐内的分层与翻滚做了最新的分析,大量的研究表明:储罐的初始密度差不仅会影响罐内的压力变化和蒸发率,还和发生翻滚的早晚与剧烈程度有关,而且发现翻滚存在一个临界密度差,一般为2~5kg/m~3。     

LNG温度对冷能空分装置的影响分析

LNG冷能空分已成为国内LNG接收站配套冷能利用项目的首选,但受上游LNG接收站运行影响,冷能空分装置投产初期普遍存在产能不达标的问题。利用ASPEN PLUS软件,选择RKS-BM方程为物性方法,模拟冷能空分装置冷量供应系统,并用Sensitivity模块分析LNG温度对冷能空分装置的影响。结果表明,在不考虑NG出口温度等限制条件下,装置产量随LNG用量增加而增加。当LNG温度高于设计温度时,温度每上升1℃,冷能空分装置将减少13.69 t/d产量,当LNG温度高于-135℃时,关闭低压氮压机装置总体收益更高。     

Direct evidence of a characteristic length scale of a dynamical nature in the Boolchand phase of glasses

The ac conductivity spectra of xAgI-(1 - x)AgPO(3) fast-ion conducting glasses spanning the flexible, intermediate (isostatically rigid), and stressed rigid phases are analyzed. The rescaled frequency-dependent spectra are mapped into time-dependent mean-square displacements out of which a typical length scale characterizing the spatial extent sqrt[(R(2)(∞))] of nonrandom subdiffusive regions of ionic motions is computed. The latter quantity is studied as a function of AgI compositions, and is found to display a maximum isostatic compositions, providing the first clear evidence of a typical length scale of a dynamical nature when a system becomes isostatically rigid and enters that phase.