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。

大型LNG储罐储液翻滚特性的多阶段研究

一般认为相邻两层LNG间密度差大于0.5 kg/m3、温度差大于0.2℃就会引起LNG翻滚,导致大量LNG快速蒸发,罐内压力急剧升高影响存储安全,不仅浪费资源且造成极大安全隐患。在罐内LNG液体已经形成分层且可引发翻滚的基础上,利用Fluent软件建立罐内LNG翻滚过程中气相空间数值计算模型。得出主要结论如下:(1)储罐内LNG分层后翻滚过程可以分为四个过程:界面扰动阶段、扰动发展阶段、剧烈翻滚增压阶段和平稳恢复阶段;(2)储罐内LNG发生翻滚时,罐内LNG迅速蒸发,罐内压力急剧上升至储罐最大工作压力时,安全泄放阀打开泄放气体以防止罐内超压;(3)研究表明16万m3储罐充满率为70%、上层重质LNG厚度为1 m、LNG分层间密度差为1 kg/m3时,翻滚发生时的平均蒸发速率是静态蒸发速率的32.3倍,安全泄放阀在翻滚发生约16 h后打开泄压。

LNG储罐翻滚时间的预测研究

从分析LNG储罐发生分层及翻滚的机理入手,重点探讨分层的产生后的发展趋势及预测产生翻滚的时间,并根据预测结果,给出实际运行中储罐发生分层后的操作建议。