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大型LNG储罐分层和翻滚的模拟研究

液化天然气(Liquid Natural Gas)简称LNG,是把天然气通过吸附分离等方式去除了水、二氧化碳及重烃后,在-162℃低温下常压液化形成的,储存在低温储罐中。对于液化天然气来说,体积为其气态同物质的量的1/600;密度为标准状态的600倍;与同体积水相比,重量仅为45%。现在LNG在城市储气调峰中占比增加,在生产生活中的作用也越来越重要,LNG的储存和运输技术也在快速发展中,LNG的相关技术也在天然气工业中占据更加重要的地位。大型LNG储罐具有储存效率高,对资源(土地,人员)的综合利用率高,建设成本比同等体积的小储罐低等优势,是用来储备天然气的优先选择,可用于城市储气调峰、LNG的接收终端以及LNG液化工厂中。但储罐中的分层翻滚现象会导致火灾、爆炸等事故发生,因此研究储罐中LNG液体分层翻滚的过程及影响因素具有重要的理论意义,研究成果在实际工程中有较高的应用价值。文中对LNG分层引起的翻滚现象进行研究,选取储罐中相同  (本文共63页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国石油大学
中国石油大学

影响LNG储存容器蒸发率因素的研究

LNG(Liquefied Natural Gas的简写)就是将矿场生产的天然气经过净化、制冷、液化等措施后,在常压、-160℃下成为液态的天然气。LNG是一种多组分混合物,其温度和组分的变化都会引发诸多问题,如储罐中LNG分层和翻滚问题、蒸发问题等。为了解决这些问题,就需要了解LNG分层和翻滚的演变规律,弄清楚LNG储罐内温度场分布、压力及蒸发变化规律。利用储罐的静态日蒸发率和保温层导热系数表达的修正格拉晓夫数Gr*,在国内首次建立了LNG在储罐内自然对流流态的判别准则,并用实例进行计算,判别结果和实测结果一致。用该判别准则对不同类型的LNG储罐进行计算,结果表明LNG在储罐内的自然对流流态可能为层流,也可能为紊流。基于双扩散理论和粘性流体方程,建立了紊流态LNG分层和翻滚演变的数学模型,借助于改进的FLUENT软件对紊流态LNG分层和翻滚演变模型进行求解,可以直观地看到LNG分层和翻滚的演变过程分为:固定分界面阶段、移动分层...  (本文共145页) 本文目录 | 阅读全文>>

华南理工大学
华南理工大学

储罐内LNG分层与翻滚的数值分析及实测验证

液化天然气(LNG)作为一种清洁、高效的能源,在能源利用的环保性和经济性等方面具有明显优势,我国的LNG需求量和消费量快速增长,LNG接收站也越建越多。LNG储罐作为LNG接收站的核心设备,也是储存LNG的主要设备。LNG在罐内储存时容易因老化或充注新LNG而发生蒸发、分层、翻滚等问题,严重时可致燃致爆,因此LNG的安全储存成为天然气工业链中的重要课题。本论文在查阅国内外相关文献的基础上,对LNG储运过程中的分层与翻滚现象及其机理进行分析,应用传热传质的相关理论及计算机模拟技术,研究了储罐内LNG分层与翻滚的演变规律和影响因素,并与现场实测数据进行验证。主要内容有:1、对已发生分层的16×10~4m~3LNG储罐,选取层高为2m的相邻两LNG液层建立储罐的轴对称物理模型和数学模型,利用Fluent软件对LNG的翻滚过程进行模拟,分析模拟结果发现翻滚过程可以分为四个阶段:罐壁处翻滚阶段、翻滚传递阶段、翻滚平复阶段以及新分层形成阶段...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国石油大学(华东)
中国石油大学(华东)

大型LNG储罐分层与翻滚影响特性研究

液化天然气(Liquefied Natural Gas,简写LNG)是天然气在常压下-162℃的特殊存在形式,其体积仅为气态天然气(101.325kPa)的1/625。LNG储罐是LNG接收站的核心设备也是LNG储存的主要设备。LNG老化以及新旧LNG混装会引发诸多问题,如LNG储罐中的蒸发、分层、翻滚问题。本文以大型LNG储罐为研究对象,着手于LNG储罐内静态蒸发规律以及LNG分层与翻滚影响特性和演变规律的研究,对LNG储罐的安全存储及合理接卸提出建设性建议。建立密闭LNG储罐内液体在自然条件下的静态蒸发研究模型并对其规律进行模拟计算,结果表明在储罐最大承压能力范围内:(1)密闭LNG储罐存在最优充满率,储罐在最优充满率时具有最大的安全存储时间;当初始充满率小于最优充满率时,安全存储时间随初始充满率的减小而减小;当初始充满率大于最优充满率时,安全存储时间随初始充满率的增大而减小;对于16万方LNG储罐来讲,最优充满率为78.3...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

晃荡条件下LNG液货舱分层与翻滚现象的数值模拟

随着世界液化天然气贸易量的增长以及海上天然气开发和输运的发展,海上液化天然气(LNG)的输运的安全问题已成为一个重要的研究课题。“翻滚”现象指LNG储罐或液货舱内因壁面漏热,不同层之间不断进行热量和质量的交换,当密度相近时发生的涡旋与蒸发现象。翻滚现象的产生会对LNG的储运过程造成严重的威胁,应受到足够的重视。本文建立了LNG液货舱内分层和翻滚的物理模型和数学模型,应用FLUENT软件,模拟采用了多相流VOF模型和瞬态模拟方法,加入了自定义的激励函数程序,对一个薄膜型LNG液货舱在静止和晃动两种不同运动状态下的分层和翻滚现象进行数值模拟,得到了在漏热条件下LNG储罐内从分层到开始翻滚的动态过程及不同相之间的界面位置变化,并对这两种不同状态下液货舱的分层与翻滚过程进行了对比分析。模拟结果表明:在底壁和侧壁同时漏热的情况下,静止状态的储罐内会首先发生各自层内的自然对流,当上下两层液体密度相等时,两层液体会发生混合,产生剧烈的翻滚现象...  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>

《煤气与热力》2019年04期
煤气与热力

大型LNG储罐翻滚两分层和三分层模型模拟

对LNG分层引起的翻滚现象进行研究,建立二维模型,利用CFD软件对16×10~4m~3储罐中LNG的翻滚过程进行模拟。上、中、下分层密度分别为425 kg/m~3、424 kg/m~3、423 kg/m~3时,分析三分层各层密度及分界面速度的变化,对比两分层与三分层分界面速度随时间变化。两分层高度分别为l m、2 m、3 m时,分析不同分层高度分界面速度随时间变化及临界密度差的变化。上、中、下分层密度分别为425 kg/m~3、424 kg/m~3、423 kg/m~3时,各层LNG密度...  (本文共6页) 阅读全文>>