大型LNG全容罐不同焊接方法的经济性分析

在“碳中和”背景下,LNG储罐作为低温LNG清洁能源的重要储存装备,近年来逐步向大型化和高效化发展,同时低温储罐建造周期进一步压缩给工程建设质量和成本带来了更多的挑战。焊接作为低温储罐施工中的重要作业环节,直接关系到LNG储罐建造过程的经济性。焊接方法的不同,将直接影响焊接人工成本、焊接材料采购费用和焊接设备费用,进而影响项目建造成本。以27万立方米9%Ni钢LNG全容罐为例,选取钢穹顶、承压环、内罐的三个典型部位,对比分析不同焊接方法的经济性,结果表明熔化极药芯焊丝气体保护焊、氩弧机动焊和埋弧焊的应用,降低了建造成本,提高了经济性。

LNG双金属全容罐温度场参数化计算与分析

为保证液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)双金属全容罐绝热结构设计的合理性,有必要对LNG双金属全容罐进行温度场计算及分析。以某项目已建29 000 m3LNG双金属全容罐为例,基于有限元理论对LNG双金属全容罐进行温度场计算及分析,通过对比漏热量计算结果排除网格数量及边界条件对LNG双金属全容罐模型的影响,验证LNG双金属全容罐在操作工况绝热结构合理性及事故工况下热角保护结构稳定性,按照“建模、边界条件加载、求解及结果后处理”框架对温度场分析命令流进行参数化设计,实现LNG双金属全容罐温度场参数化计算目标,提高温度场分析计算效率。分析结果可为LNG双金属全容罐绝热结构设计提供指导。

大型LNG全容罐泄放阀火灾安全性分析

基于热辐射理论及混凝土承载力校核准则,提出大型LNG全容罐泄放阀火灾安全性分析方法。运用ANSYS有限元软件建立储罐内部传热及火灾辐射分析模型,采用非稳态方法计算火灾持续6 h储罐温度的变化趋势,再利用热固耦合方法对火灾最后时刻储罐结构进行受力分析,并进行穹顶截面承载力及预应力钢筋强度校核。结果表明,火灾6 h后穹顶外表面温度有较大的上升,高温使得部分混凝土应变超限而剥落,但储罐整体结构能够满足安全性要求。

大型LNG混凝土全容罐罐底绝热用承压泡沫玻璃砖

泡沫玻璃砖是大型LNG全容罐罐底绝热系统的主要材料,具有绝热和承压双重作用。由于需承受的荷载不同,一般用于罐底边缘区域和中心区域的泡沫玻璃砖的抗压强度规格要求不一样,LNG储罐罐底绝热系统设计时,需要综合抗压强度和导热系数进行泡沫玻璃砖选型。承压泡沫玻璃砖出厂检验时,应分别针对导热系数和抗压强度设计要求,按照ISO3951的规定进行计量抽样检验,且合格判定应同时满足三个条件:平均值满足设计要求、单次极限值满足设计要求、计量抽样的质量统计量Q大于对应的接收常数k值。

大型LNG全容罐安全阀火灾影响研究

为了研究LNG储罐翻滚事故下安全阀火灾热辐射影响,利用计算流体力学的方法对不同风速、风向下放空气火灾进行了模拟,得到火灾热辐射影响范围。结果表明:在目前安全阀高度15 m(距离罐顶平台)的设计条件下发生翻滚安全阀放空火灾,当大气风速超过5 m/s时,火灾热辐射会对LNG储罐顶部部分区域内的金属设备及管线造成损害。根据安全阀火灾热辐射评估结果,从安全设计审查和日常操作维护方面提出了预防控制措施。

有效缩短大型LNG全容罐建造周期的可行做法

面对国内对LNG清洁能源的迫切需求,LNG接收站的尽早投用会产生较大的社会和经济效益。对于LNG接收站建设中处于关键路径的LNG储罐,通过科学合理的施工安排,有效缩短工期意义重大。文章通过对世界上大型LNG储罐施工方案的研究,并结合国内LNG储罐成功建造的实例,从施工工序调整、交叉施工、施工工艺优化及科学施工协调等方面对有效缩短大型LNG储罐建造周期的可行做法进行了分析和论述,认为LNG储罐施工可以通过科学、客观的施工管理和资源平衡,实现LNG储罐低造价、高质量和短工期的建造目标。

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。

大型LNG全容罐抗震隔震设计

LNG接收站对调整中国能源结构具有重要战略意义。LNG储罐作为LNG接收站工程建设中最关键、技术含量最高和投资最大的单体设施,其结构最为复杂,在运行中的安全性也极其重要,尤其是在地震条件下,LNG储罐的抗震隔震设计仍处于探索研究阶段。针对这一问题,通过对LNG储罐抗震设计时各参数的选取原则进行分析,论证了各抗震设计方法的适用条件。研究结果能够为LNG储罐的抗震设计提供理论依据。

大型LNG全容罐竖向地震作用分析

大型LNG储罐地震作用下的研究至关重要。目前国内外对水平地震作用研究较多,但LNG储罐竖向地震作用下的研究很少。文中首先探讨了LNG混凝土储罐模态分析的理论方法,指出流固耦合模态分析的有效性;其次建立竖向地震流固耦合有限元数值模型,得到了LNG储罐竖向地震作用下特有的穹顶呼吸模态,此模态周期0.143 s,地震力大;最后,研究了在实际工程中的160 dam^3LNG储罐的地震反应谱,得到了底板、罐壁和穹顶的受力,且比较了竖向和水平地震的计算结果,竖向地震对穹顶影响较大。指明不能忽视竖向地震作用,为后续储罐结构的力学分析及工程设计打下了基础。

液化天然气双金属全容罐9Ni钢板焊接工艺及质量检验

天然气应急储备系统是城市天然气能源供应保障多样化的重要设施,大型液化天然气(LNG)双金属全容罐在中小型LNG调峰站中应用越来越多。9Ni钢制大型LNG双金属全容罐的建造关键为9Ni钢板的焊接。介绍了9Ni钢板特点,对比分析了目前常用的9Ni钢焊接工艺的重点、难点及焊接材料应用特点。针对9Ni钢焊接质量的无损检测,着重介绍了目前国内工程中常用的射线检测技术及双胶片曝光技术。通过某调峰站项目中2台50000 m3 LNG双金属全容罐的焊接及质量检验实践,提出了一种通过胶片、增感屏、曝光量和焊缝余高打磨控制相配合确保无损检测质量并提升建造速度的方法。

大型LNG全容罐在泄漏工况下的罐壁开裂分析

为研究LNG全容罐在泄漏工况下混凝土外罐壁的受力及混凝土开裂情况,本文采用有限元程序对某项目的160000m^3储罐进行计算分析,得到在泄漏工况下混凝土罐壁的裂缝及应力分布结果。

16×10~4m^3 LNG全容罐设计

国内已建的LNG接收站中储罐都是16×104m3LNG全容罐,该储罐技术含量高,单体设施投资大。已建成投产的LNG接收站内16×104m3LNG全容罐的设计与建造基本采用旧标准规范。使用新标准EN14620及EN1992实现自主设计大型LNG储罐及国产化建造,将促进国内相关产业的发展,同时对发展我国LNG产业具有十分重要的意义。

LNG全容罐安全阀尾管设置研究

针对LNG全容罐罐顶安全阀尾管排放气被点燃后产生的喷射火热辐射,可能导致全容罐开裂、坍塌等事故情况,分析确定安全阀尾管高度及排放方向是火灾热辐射影响范围的重要因素,通过采用DNV PHAST软件进行16×10^(4)m^(3)全容罐罐顶安全阀释放可燃气云扩散影响及喷射火热辐射影响模拟计算,确定安全阀尾管高度15 m,垂直排放时能够满足相关安全要求,为LNG全容罐安全阀尾管高度优化设计提供了一种模拟计算方法。

小型LNG全容罐的BOG压缩机选型方法

主要通过对比分析小型LNG全容罐几种常用压缩机的安装、一次性投资、运行投资等特点,确定合适的压缩机型式。根据不同工况下漏热情况分析整个储罐系统的闪蒸量。根据小型LNG全容罐实际项目案例分析选择合适的BOG闪蒸量计算公式得到BOG闪蒸量的最小值与最大值,从而得到压缩机的预处理量,再进行压缩机的功率计算等分析,最终对BOG压缩机进行准确的选型。

液化天然气全容罐外罐结构关键施工技术

液化天然气(LNG)全容罐外罐结构施工工艺较复杂,技术难度较高,特别是对裂缝的控制,关系到储罐结构的安全性和使用功能。以杭州市东部LNG全容罐应急气源站工程为例,着重介绍了全容罐外罐墙体后张法有黏结预应力和穹顶的施工技术,为同类型工程提供了借鉴。

LNG全容罐外框架及塔梯结构有限元计算与评定

针对LNG全容罐顶部外框架结构及侧面塔梯结构等,利用有限元软件ANSYS进行了详细的结构计算与分析。并根据GB 50009—2019以及GB 50017—2017标准中规定的工况和评定标准分别对外框架及塔梯结构的强度与稳定性进行了分析与比较,计算结果表明LNG全容罐顶部外框架结构及塔梯结构的安全性是满足要求的。

大型LNG全容罐抗飞行物冲击分析验算

LNG全容罐遭受外来飞行物冲击分析是大型LNG预应力混凝土全容罐外罐设计考虑的重点和难点。将冲击动力学和LUSAS有限元软件数值模拟分析相结合,通过规范公式验证方法,分析计算了20×10~4m^3LNG预应力混凝土全容罐罐顶遭受外来飞行物冲击所造成的局部效应,验证罐顶的安全性及可靠性,并为类似全容罐安全性及可靠性的分析计算提供依据。

LNG混凝土全容罐施工发包方式的研究

LNG混凝土全容罐施工程序复杂,工序交叉点多,工程质量要求高,本文结合建设市场现状就该类型储罐施工提出三种发包方式,并进行了对比分析,分析了三种发包方式的优缺点,为储罐建设单位就储罐发包策略的决策提供了重要的参考资料,对节约LNG储罐建设投资,缩短工期,保证质量与施工安全具有一定的参考价值。

一万立方米LNG全容罐在城市应急气源工程中首次应用

LNG应急气源站是一个集卸货、储存和汽化外送的综合体,也是城镇燃气企业把LNG从生产厂家转往用户的中间调节场所。天然气是一种清洁优质能源,而LNG具有可燃性和超低温性(-162℃),因而对LNG储罐有很高的要求。基于此,本文先是介绍了LNG全容罐特点,然后探究了LNG全容罐在城市应急气源工程中的应用,最后简单阐述了对未来LNG全容罐的相关建议。

LNG双金属全容罐基础设计方法探讨

随着LNG(液化天然气)项目的大规模建设,双金属全容罐已经成为当今国际LNG储罐设计的主流,其基础设计更是储罐设计的重要环节。简介了常用的基础形式,包括浅基础、低桩承台及高桩承台,并阐述了各类基础形式在设计和施工、投产运行中的优缺点,进行了选型分析比较。根据现行国内外规范标准,描述了基础结构设计过程的关键步骤,包括设计依据、荷载取值、荷载工况及效应组合,并针对软件模拟计算提供了抗震设计的验算方法。