FSRU反装船系统小口径管道水锤分析

随着浮式液化天然气存储及再气化装置在液化天然气储存外输领域的广泛应用,小口径反装船系统管道造成的水锤泄露等问题逐渐引起重视。为解决实际工程中小口径反装船系统的水锤问题,本文结合水锤理论,采用实际工程数据,应用AFT软件进行模拟。根据实际工程中遇到的不同工况,分别计算分析,研究水锤力大小,发现在一部分工况下,小口径反装船系统管道压力存在大于管道最大允许压力的情况。并通过延长关阀时间和改变关阀方式,减小了管道水锤压力,满足了管道压力需求。本文主要讨论不同阀门关闭时间和方式对水锤的影响,从阀门功能和反装船系统安全性的角度,提供减少意外事故造成管道水锤发生的解决方案,对液化天然气码头的工艺设计具有一定借鉴意义。

FSRU再气化模块再冷凝系统控制方案研究

再气化模块作为液化天然气浮式储存与再气化装置(FSRU)中的核心装备,再冷凝系统的控制对整个再气化模块的稳定运行至关重要。结合传统陆上液化天然气(LNG)接收站和FSRU船再冷凝器工艺流程和控制方案,提出了适用于再气化模块再冷凝系统的新型压力控制方案和液位控制方案,采用HYSYS模拟分析了2种控制方案在BOG(闪蒸气)变化工况下的稳定时间及再冷凝器液位、压力等参数超调量。结果表明:2种控制方案均能实现再冷凝系统的平稳运行,新型液位控制方案再冷凝器液位及顶部压力超调量小,但达到平稳控制的时间较长,适用于外输量波动较大的调峰型再气化模块;新型压力控制方案的控制超调量较大、稳定速度较快,适用于稳定外输的基荷型再气化模块。本研究为后续模块化、集约化程度较高的再气化装备研发设计提供了参考。

FSRU动力模块及支撑结构强度评估

为保障结构的安全性,采用有限元分析方法对FSRU加装的动力模块、模块支撑结构、船体结构进行整体强度分析,采用极限设计法计算不同海况下的结构响应值。在此基础上,针对模块校核的各种工况,对结构进行设计优化,得到了合理可行的设计方案。研究成果可为FSRU动力模块及支撑结构设计提供一定参考。

充注工况下FSRU液货舱内部扰动的数值模拟

以浮式液化天然气存储再气化装置(LNG-Floating Storage and Regasification Unit,LNG-FSRU)为研究对象,针对其常年处于水域中受到波浪的冲击、船体始终处于晃荡状态、对其液舱充注过程中LNG的稳定程度造成影响的问题,采用FLUENT软件,选取合适的湍流模型、多相流模型、耦合运动模型等进行数值模拟。假设初始液货舱内LNG密度均匀,没有发生分层,且充注过程中液货舱始终处于运动状态,仿真其内部LNG的扰动变化过程。通过控制变量法,分别设置多组不同的充注速度、充注密度、充注量的情况来进行对比分析。研究成果对LNG-FSRU充注过程中控制LNG稳定性具有一定的参考价值。

LNG-FSRU双船并靠码头总平面设计方法研究

系统地总结出了LNG-FSRU 双船并靠码头的总平面设计方法。确定了LNG-FSRU 双船并靠码头设计船型的选择方法。针对FSRU 特殊的系泊、靠泊和作业要求,给出了LNG-FSRU 双船并靠码头的详细平面布置方法;详细阐述了LNG-FSRU双船并靠码头的系泊试验分析方法;通过对各国规范相关规定研究,分析了船行波对于LNG-FSRU 双船并靠系泊的影响,并给出了合理建议。

LNG-FSRU在软刚臂系泊下水动力特性研究

针对35万立方米超大型LNG-FSRU,采用软刚臂单点系泊系统定位方式,运用模型试验与数值计算两种技术手段开展风、浪、流联合作用下水动力研究。软刚臂系泊系统各构件间的连接方式及Yoke重量模拟是数值计算与模型试验的关键,数值计算对构件间的铰接方式与Yoke重量进行模拟,模型试验同样模拟了系泊系统的相似性,并将数值计算结果与模型试验结果进行对比分析。结果表明,软刚臂系泊系统刚度曲线呈非线性,试验结果与数值结果吻合良好,表明对于软刚臂系泊系统的两种模拟是合理的,反映了LNG-FSRU在风、浪、流联合作用下的运动特性,建立的研究方法可用于软刚臂系统的水动力研究。

浮式储存及再气化装置(FSRU)码头特点及其设计要点

随着LNG调峰需求日益增强,FSRU码头作为一种灵活有效的方案受到青睐。但我国仅有一个FSRU码头,鲜有相关研究。总结FSRU码头特点,系统展现FSRU码头的4种类型;结合某17万m3FSRU船,与常规LNG码头的平面设计进行对比,详细论述FSRU码头设计要点。结果表明,FSRU码头具有选址相对容易、建设周期短、建造投资少、运营灵活等优点;设计要点包含确定项目产品要求、确定FSRU船舶参数、工作平台、靠船墩和系缆墩的布置设计等方面。

FSRU作业过程火灾爆炸危险性评估研究

浮式储存和再气化装置(FSRU)运行过程中易导致火灾爆炸等事故的发生,为有效评估FSRU作业过程火灾爆炸危险性,采用火灾爆炸危险指数评估法,对运用FSRU的某浮式LNG接收终端进行危险性评估;选取LNG运输船与FSRU装料作业等9个单元,研究确定了一般工艺危险性系数、特殊工艺危险性系数、安全措施补偿系数等参数,得出了补偿前后的火灾爆炸危险性指数,有效评估了FSRU作业过程火灾爆炸危险性,并基于研究结果提出了保障FSRU作业安全的对策措施与建议。研究结果表明,安全措施补偿前,缘于LNG/NG本身的火灾危险性和数量较大,能量高度集中,LNG运输船与FSRU装料作业等单元的火灾爆炸危险等级均达到了"非常大";在采取了一系列的安全措施补偿后,火灾爆炸危险指数降低了3/5左右。这对系统深入地研究FSRU作业安全具有较重要的理论意义和实际应用价值。

10000m^3 LNG-FSRU系泊分析

运用水动力软件Araine预报一艘LNG-FSRU系泊系统的缆绳张力和运动响应,分析浅水效应、环境载荷以及缆绳布置对预报结果的影响,结果表明,二阶力波浪计算时需考虑浅水效应;合理设置环境载荷是设计LNG-FSRU系泊系统的关键;调整缆绳长度及夹角是减小张力的有效方式。

国内外LNG-FSRU系泊布置的比较研究

结合柬埔寨某LNG工程,对LNG-FSRU串靠型和旁靠型的系泊布置进行数值模拟研究,2种系泊布置中系缆力、运动量、护舷反力等差别不大。国外LNG-FSRU旁靠型布置比较成熟,受海上液体散货过驳要求限制,国内主要采用串靠型布置,旁靠型布置处于空白。对于LNG-FSRU系泊布置的码头岸线使用,泊位利用效率、码头结构工程投资方面,旁靠型系泊布置具有较大优势,可为国内相关工程提供参考。

浮式LNG储存及再气化装置(FSRU)浅析及国内应用推广展望

介绍了FSRU概念、功能及应用范围及关键技术,分析了FSRU的优势和应注意的问题,对该项技术在国内的发展进行了展望。

小型LNG FSRU气化器的选型分析

分析LNG接收终端常用的5种气化器的工作特点及在船舶上的应用情况,结合小型FSRU的实际需要,确定其适合安装水乙二醇中间介质型气化器,结合冷热电三联供工艺方案,根据岛礁对各种能耗的实际需求确定气化器容量的方法。

软刚臂系泊LNG-FSRU水动力模型试验研究

LNG-FSRU采用软刚臂单点系泊系统定位于特定海域在风、浪、流联合作用下进行作业,其运动非常复杂,必须进行水动力性能研究.本文针对35万立方米超大型LNG-FSRU,采用软刚臂单点系泊系统定位方式,开展了风、浪、流联合作用下水动力模型试验研究.软刚臂系泊系统软中各构件间的连接方式及Yoke重量相似是模型试验的关键,试验对该系泊系统的相似性进行了模拟,并将试验结果与数值计算结果进行了对比分析,结果显示,软刚臂系泊系统刚度曲线呈现非线性,试验结果与数值结果吻合良好,表明试验中对于软刚臂系泊系统的模拟是合理的,反映了LNG-FSRU在风、浪、流联合作用下的运动特性.

FSRU码头系泊模型实验与数值模拟研究

FSRU在恶劣环境条件下的作业和安全停靠性能与系泊缆张力、靠垫挤压应力、船体6自由度运动等参数有关。针对FSRU码头处海洋环境条件,进行FSRU不同装载状况的模型实验,获得FSRU的6自由度运动及其系泊载荷的动力特性。基于三维辐射和绕射理论,使用Sesam软件进行频域计算,以此为基础在相应海洋环境条件下进行时域耦合分析,获得FSRU 6自由度运动、系泊载荷、靠垫应力等参数的响应时历。结果表明:30%装载、横浪条件下FSRU的运动响应最大,系泊缆张力未达到破断值,靠垫压力超过其压缩60%时的载荷;模型实验对FSRU运动响应和系泊缆张力的预测结果可信,靠垫受力情况需要数值仿真进行辅助研究。

LNG旁靠FSRU码头系泊的水动力性能试验研究

本文对码头系泊的FSRU和LNG船的水动力性能进行了研究,分别对FSRU单船码头和FSRU-LNGC并排码头系泊进行了模型试验。码头与船和船与船之间均采用系泊缆和靠垫进行连接。试验中考虑了风、流、浪等环境因素对码头系泊系统的影响。在风浪流模型试验中,分别测量了不同海况下系泊系统的动态响应,其中包括FSRU和LNG船的六自由度运动响应、系泊缆张力和靠垫接触力。相比较其它浪向,横浪(90°)引起的船舶运动更大,进而导致系泊缆和靠垫的受力增大。结果还表明,FSRU单船码头系泊在所有海况下安全性较好,但对于LNG船旁靠FSRU码头系泊系统,其对环境的响应非常敏感,尤其是横浪环境。

17.5万m^(3)方薄膜型FSRU温度场分析

为了解17.5万m^(3)薄膜型FSRU货舱段的温度场分布,使用ANSYS软件进行有限元分析,分析FSRU液货舱及其周边的温度场,得出船体货舱段各部位的温度分布及薄膜货舱的日蒸发率,计算结果表明,该船的货物围护系统可行,计算的日蒸发率满足规范和FSRU的作业要求。

LNGC改造FSRU结构改造可行性分析

根据LNGC改造FSRU的项目需求,以某薄膜型LNG运输船为改造对象,从主船体结构强度校核、再气化装置支撑结构局部加强、护舷结构局部加强、系泊设备连接结构局部加强等方面进行船体结构改造的分析,对液货舱晃荡进行分析,结果表明,LNGC改造为FSRU在船体结构方面技术可行。

LNG-FSRU再气化模块设备布置研究

陆上LNG接收终端受项目投资大、审批周期长、建设时间久、海岸线资源紧张等因素制约,使得海上浮式LNG接收站得到重视。LNG再气化模块是LNG-FSRU重要功能模块,在有限的空间内确定工艺流程、规划系统布置、划分子功能区域、协调结构设计,对设备进行合理布置是综合设计思路的体现,可提高LNG再气化装置的适应性和可靠性。

FSRU船舶运动与液舱晃荡的耦合分析

文中基于线性势流理论,对规则波中带液舱的FSRU船舶进行运动响应分析,考虑液舱晃荡与船体运动的耦合,得到6个自由度下的水动力系数和运动响应理论值.同时应用由BV开发的高效率水动力分析软件Hydro STAR,研究考虑液舱晃荡时FSRU运动响应,求得各自由度运动响应算子RAO.最后,比较了考虑液舱晃荡与不考虑液舱晃荡时,FSRU运动响应的变化;在此基础之上讨论了液舱载液率和液舱布置对FSRU运动的影响.

蒸汽透平推进式LNG船改造为FSRU的发电方案研究

目前很多船龄较大的汽轮机推进式LNG运输船,由于与新型内燃机LNG运输船竞争处于劣势,被改造成FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)运营。针对此类方案的电力改造,如果采用增加双燃料发电机及其附属设施,需要耗资约2亿元人民币。为了降低投入和运营费用,根据运营数据,通过论证和对比,设计采用主透平改造的发电方案,深入分析结果表明,采用主透平改造的发电方案优于新增双燃料发电机发电方案。