LNG储罐外墙裂缝检修用高空吊装系统方案对比

对于大型LNG储罐混凝土外墙出现裂纹的情况,国内检修设备及手段尚不成熟,需要采用定制的高空吊装系统进行检测和修补作业。采用ANSYS有限元计算软件对国内某LNG接收站提出的两种高空吊装系统技术方案进行了力学分析,其中包括4种荷载组合工况下吊装装置本体的强度计算、稳定性计算和储罐珍珠岩填充孔的强度计算。分析结果表明:两种吊装方案的最大应力均小于材料许用应力,均可以满足强度要求,其中方案1整个吊装系统在停泊时满足稳定性要求,在工作状态不满足稳定性要求,需要通过缆绳与珍珠岩填充孔连接增强其抗倾覆能力。该文提出的方法有助于提高吊装装置的运行稳定性和可靠性,可为国内LNG接收站储罐的检维修装置选型提供参考。

LNG绕管式换热器管侧冷凝流型数值模拟

为了对液化天然气(LNG)用绕管式换热器管侧冷凝流型变化进行预测,本文用数值模拟的方法建立了基于VOF多相流、RSM湍流模型和Lee相变模型的冷凝计算模型,模拟了管侧三股流的冷凝流型,结果表明天然气在超临界压力下冷凝,气液物性接近,流型均具有均匀混合的特性,可采用均相流方法来计算;预冷段和液化段轻烃混合冷剂的冷凝流型主要有雾状流、环状流和分层流,流速越大环状流占的比重越大。

挡板形式对盘形均布器均布性能影响模拟研究

为了对海上晃荡条件下液化天然气用绕管式换热器盘形均布器进行设计优化,采用数值模拟的方法建立了基于VOF两相流及RNG k-ε湍流模型的晃荡均流计算模型,模拟了横摇条件下不同挡板形式盘形均布器的均布性能。模拟结果表明:横摇条件下设置挡板可以改善盘形均布器均布性能,增加挡板高度与数目都可以使盘形均布器均布性能得到改善。为有效改善盘形均布器流动均布性能,竖直挡板高度应高于液位高度,水平挡板高度应低于液位高度。

混合制冷剂循环膨胀机内复叠天然气液化流程设计

提出一种混合制冷剂循环膨胀机内复叠天然气液化流程(Hybrid JT-exp)。采用自主开发的流程模拟程序,分别对C3/MRC流程、AP-XTM流程和Hybrid JT-exp流程进行了模拟,并以单位能耗为指标对三种流程进行了优化。优化结果发现,Hybrid JT-exp流程综合特性曲线匹配效果最好,其流程总功耗和单位能耗与AP-XTM流程相当;与C3/MRC流程相比,其流程总功耗降低约9.5%,单位能耗降低约9.6%。Hybrid JT-exp流程可作为AP-XTM流程的一种替代技术方案。

常规压缩机混合工质循环气体液化系统研究

小型混合工质低温气体液化系统具有结构简单紧凑、尺寸小型化、投资省、易撬装化、易操作、应用灵活、安全性好等优点,其驱动采用全封闭油润滑压缩机,为常规制冷部件,制造工艺成熟,可市场化采购,成本大大降低。文中介绍搭建的常规压缩机驱动的混合工质低温气体液化实验台,进行了多次实验,并对系统的降温特性、能耗、压缩机性能等进行了测试。实验测试结果表明,常规油润滑压缩机性能稳定、耐用可靠,作为低温气体液化系统的驱动动力是可行的。

带能量回收分离器的混合工质气体液化系统实验

针对油润滑压缩机驱动的制冷循环低温工况时润滑油油堵问题,设计了一种兼有气液分离和能量回收功能的分离器,建立了相应的低温气体液化系统实验台,并对分离器的效果、系统整体的热力性能等进行了实验研究。实验结果表明,该分离器在实现混合工质气液高效分离的同时还能回收一定冷量;系统整体降温快速平稳,并可稳定生产液化空气,系统效率为8.85%。

绕管式换热器壳侧冷剂流体均配性能模拟研究

绕管式换热器是天然气液化的主低温换热器,绕管式换热器壳侧冷剂流体的均配性能严重影响换热器的换热效率。为此本文建立了绕管式换热器仿真模型,利用FLUENT软件进行数值模拟研究,分析了不同流量及干度工况下壳侧两相冷剂流体流动的均配特性。模拟结果表明:干度小于0.5时,流体分配随流量增大而更均匀,径向上内、外侧质量流量较中间多;干度大于等于0.5时,流体均配程度基本稳定,随流量增加变化较小,径向上由内至外两相质量流量减少;质量流量不变时,流体分配随干度减少而更均匀。

大型绕管式热交换器高效换热管开发及传热性能测试

绕管式热交换器内部缠绕管束质量占设备本体质量的80%以上。为提高液化天然气绕管式热交换器在海洋平台及浮式生产设施中的利用率,从提高缠绕管束对流传热系数、减小设备质量和占地面积出发,提出了绕管式热交换器用高效换热管方案。对常见高效换热管材料、形式及绕管式热交换器用高效换热管的特点进行分析,自主开发了高效换热管加工成型工艺,成功实现超长内波外螺纹管的加工并完成了换热管流动传热性能测试。测试结果表明,不同工艺条件下,高效换热管对流传热系数比同规格光滑管对流传热系数提高15%~30%。

结构参数对缠绕管式换热器管侧换热影响模拟研究

缠绕管式换热器具有结构紧凑、可同时进行多种介质换热、操作压力高、热膨胀可自行补偿、易于实现大型化等特点,是大型天然气液化工厂首选主低温换热器。在设计计算中,需要确定缠绕管式换热器的几何结构和尺寸大小,以便能在一定条件下满足一定的热负荷。因此本文给出了一个简单的管侧流动与换热数值模拟模型并与已有文献中的实验数据进行了对比验证了该模型的准确性,采用该模型模拟了不同结构参数下缠绕管式换热器管侧甲烷流动,通过正交试验分析,得到了一组较好的管侧结构参数,为缠绕管式换热器的设计提供了一个参考。

小型混合工质循环气体液化系统实验及优化

小型混合工质循环(MRC)气体液化流程以其机组设备简单、流程清晰、液化效率高等特点,备受国内外工程设计和研究的关注。SYSU-BP中心设计建立了一个常规压缩机驱动混合工质循环的小型气体液化装置,成功进行了多次低温实验,最低制冷温度在稳定工况下达到-182℃以下,并制得液化空气。依据实验数据,对系统的降温特性进行了分析,并在已有实验参数基础上,以实际运行条件为约束,系统最大COP为目标函数,利用模拟程序计算,对混合工质组分的配比进行了优化分析,并最终获得了混合工质的主要组分变化范围及优化组分。

预冷式混合工质循环天然气液化系统实验及组分影响分析

针对中国边远离散小天然气田、油井残气、沼气等多种气源的特点,研究开发一种小型预冷式混合工质低温循环天然气液化装置,进行实验测试并分析调整混合工质组分对低温循环特性的影响。该设备以全封闭式压缩机等常规制冷器件为主,预冷采用小型常规水冷冷凝机组,系统简单,投资少,易于在各种场合灵活采用。实验测试结果表明该装置可成功制取了-186.6℃的低温,且运行稳定。通过对混合制冷工质的组分和预冷级温度的分析,揭示不同组分对整个液化系统效率的影响。

混合工质循环气体液化系统组分测定方法研究

混合工质组分配比对混合工质循环气体液化系统的性能有较大影响,也是液化工艺和循环性能优化的重点。在实际系统的调试运行中,有必要对混合制冷剂组分进行定量分析。本文针对一种小型预冷式混合工质循环气体液化系统实验,建立了该系统工质组分的气相色谱分析方法,可快速、简便、准确地测定工质组分含量,为混合工质循环的实验优化提供了技术支持。

利用天然气管网压力能的小型液化流程设计

针对城市天然气高中压管网调压站的压力能回收利用,综合考虑LNG储运过程中广泛面临的BOG(Boiloff gas)问题,提出了一种结合混合工质循环、利用天然气压力能生产高品质LNG的小型液化流程。研究分析了预冷温度、动部件效率、低温换热器性能及液化天然气温度对流程天然气液化比的影响,优化的流程结果参数表明,当所得液化天然气储存在4bar,-160℃时,流入系统18.26%的天然气可被液化,其余部分外输中压管网;提出了在LNG买卖市场中根据LNG品质议价的建议,以从根本上减少LNG储运、装卸及使用过程的BOG排放量,进而减少经济损失与能源浪费。该流程可应用于城市燃气调峰,也可进行二次销售,具有较好实用性和经济性。

一种混合工质遴选、配比方法探讨及实验验证

通过对混合工质制冷原理的分析,提出了工质遴选应遵循"较高沸点工质低压蒸发温度接近于较低沸点工质高压冷凝温度"的原则,配比应遵循"低沸点工质先确定,高沸点工质后配比"的原则;进行了混合工质低温实验,实验结果验证了提出的混合工质选取方法原理上的正确性。

低温混合工质循环多股流换热器性能分析

基于混合工质低温气体液化装置的一个稳定生产液化空气的实验工况,得到多股流换热器纵向温度分布及分段热负荷分布,并分析其出现的原因;核算了板翅式多股流换热器的漏冷量,得到因轴向导热产生的漏冷量为258.1 W,因热辐射、对流传热等漏向大气环境的冷量约386.6 W,多股流换热器存在着严重漏冷现象,大大的影响了系统效率;在对实验系统中各主要换热部件的热负荷核算的基础上,分析了增大预冷负荷将对多股流换热器工作性能及系统热力效率的影响。

CF_4+C_3H_8体系汽液相平衡

利用LNG冷能发电是目前应用较广，研究较多，技术要求最高的冷能利用技术。常规使用的冷能发电循环主要包括有机朗肯循环，LNG利用率一般不高于14％。为提高LNG冷能低温动力循环的利用率，本文作者提出一种带吸收器的新型高效低温动力循环，

绕管式换热器局部结构强度数值模拟计算

绕管式换热器作为LNG工厂的核心设备,其设备的强度可靠性是影响设备寿命的关键性因素。对运行过程中中心筒的结构强度和管束与管板间连接处的结构强度进行了有限元计算。计算结果表明,中心筒与筒体连接处加厚处理可满足材料强度要求,管束与管板连接处结构强度满足标准要求。

含氧煤层气低温脱氧液化工艺及安全分析

国内煤层气井下抽采利用率低,造成大量的煤层气资源排空浪费。针对含甲烷浓度低(以甲烷摩尔分数40%为例)的含氧煤层气,提出含氧煤层气开发利用的低温脱氧液化工艺流程,并给出流程计算结果和液化系统单位能耗;通过HYSYS对含氧煤层气低温脱氧液化工艺流程进行模拟,结合爆炸三角形理论,对工艺流程的安全性进行分析,指出含氧煤层气采用低温脱氧液化技术可能存在的安全隐患,并通过分析提出消除安全隐患的方法和措施,指导含氧煤层气低温脱氧液化工艺设计。

天然气液化用绕管换热器建造技术标准分析

绕管换热器具有单位体积换热面积大、传热效果好、温差补偿性能好、操作弹性大、易实现多股流大型化的优点,成为大型天然气液化工厂的主低温冷箱。LNG(液化天然气)绕管换热器将气态、常温的天然气冷却至-162℃,得到液态的LNG,是天然气液化工艺装置的核心设备之一。国内绕管换热器设计建造标准的缺失制约着该设备在天然气处理行业的应用。简述了LNG绕管换热器材料选型、建造、验收环节技术要求。

LNG绕管式换热器管侧流动与传热实验台设计及验证

绕管式换热器是天然气液化的核心设备,然而目前中国天然气液化用大型绕管式换热器的实验研究比较薄弱,相关设计工作的指导理论还不完善.为研究液化天然气(LNG)绕管式换热器管侧流动与传热特性,提出一种可以模拟LNG绕管式换热器实际运行工况的实验方法,并完成实验台的设计、搭建及调试工作.为保证实验数据的准确性,以液相丙烷为实验介质,对其在不同工况下的传热系数进行实测,并将实验所得传热系数与在相同工况下由经典的管内传热关联式计算所得传热系数进行对比.结果表明:实验台可以稳定工作,实验工况可以达到LNG绕管式换热器的实际运行工况,实验测试值与相同工况下的关联式计算值偏差在±10%以内.说明实验台精度较高,实验数据可靠,为LNG绕管式换热器管侧冷凝流动与传热特性的深入研究奠定了实验基础.