地震作用对大型LNG储罐动力特性影响分析

为研究地震作用对大型LNG储罐结构动力特性的影响,基于ANSYS有限元分析软件对2×104m3LNG储罐进行模态和地震作用下的响应分析,得到储罐在水平地震、竖向地震及水平和竖向地震共同作用下的动力响应特性。结果表明:随着模态阶数的增大,模态振型由拱顶向罐壁延伸;在水平地震作用下储罐水平最大位移变形量、竖直最大位移变形量及等效应力均大于竖向地震作用,而在水平地震作用下储罐水平位移变形、竖直位移变形及等效应力分布规律与水平和竖向地震共同作用相同,水平和竖直方向最大位移变形量及等效应力值近似相等,说明地震对大型LNG储罐结构动力特性影响中水平地震作用是主要的,因此在地震频发地区建设大型LNG储罐时应将水平地震作用下的强度校核结果作为评价储罐抗震性能的一项指标。     

中小型低温储罐选型分析

中小型低温储罐作为气体工业和天然气工业中的核心设备,在空分装置、中小型LNG装置、LNG储配站及气化站得到广泛应用,其型式的选择关系着装置的造价及运行成本。结合已建部分工程实例,对1500m3、3000m3、5000m3、10000m3球形低温储罐和立式平底圆筒形低温储罐,从结构、材料用量、建造难度及建造周期、基础及运行费用等方面进行了详细对比分析。对比结果为:球形低温储罐在结构承压受力、绝热、基础占地及安全性方面要优于立式平底圆筒形低温储罐;容积较小时,二者的材料成本和运行费用相当;容积较大时,立式平底圆筒形低温储罐各项指标优势明显。结论是:容积在200m3~10000m3之间中小型低温储罐,如考虑工艺要求需带压储存,应选用球形低温储罐;无需带压储存,以1500m3为限,小于者选用球形低温储罐为优,大于者选用立式平底圆筒形低温储罐具有更好的经济性。     

大型LNG储罐预冷模型及预冷参数计算

以16万方全容式常压LNG储罐为例,综合考虑储罐漏热及储罐材料比热容对储罐预冷过程的影响,建立预冷数学模型。计算结果表明:(1)冷却速率在-3K/h~-5K/h内,预冷介质用量与现场数据误差最大为5%,预冷时间的范围为39h~64h,得出最佳冷却速率-4.9K/h;(2)最佳冷却速率-4.9K/h下,罐内气体、9%Ni钢、铝吊顶、隔热层、漏热分别约占预冷介质用量的17%、29%、2%、46%和6%;(3)在允许温降范围内(-3K/h~-5K/h)提高冷却速率,可以减少储罐漏热消耗的预冷介质LNG用量。     

绝热层对大型LNG储罐动力特性影响分析

为了研究绝热层对大型LNG储罐动力特性的影响,基于ANSYS有限元软件,分别建立有绝热层和无绝热层的2×104m3LNG储罐模型,对这两种模型分别进行模态分析和地震响应分析,得到自振特性和动力响应情况。研究结果表明:有绝热层储罐模态振型主要发生在拱顶,无绝热层储罐在罐壁,绝热层的存在增大了储罐的固有频率,改变了储罐位移变形量、变形发生的部位及储罐的应力分布,并且减小了等效应力,对罐壁底部发生局部失稳具有很好改善作用。     

LNG船用超低温球阀的低温应力分析及数值模拟

应用有限元分析软件分别对通径为DN15的LNG船用超低温球阀在超低温条件下的应力进行分析。研究了球阀的阀杆、阀颈、阀盖等部件的应力在低温下的数值。研究结果显示出了球阀在低温下的应力集中部位,并提出了改进措施。为超低温球阀的结构设计提供了理论指导。     

LNG储罐内BOG再液化工艺研究

LNG储罐是各类LNG工厂和LNG站必不可少的重要设备,由于LNG温度远低于环境温度,尽管对储罐采取绝热措施,但蒸发仍是不可避免的,LNG蒸发使储罐内压力和温度升高,对储罐产生不利影响。为了减少LNG储罐内低温蒸发气(BOG)直接放空或燃烧造成的污染与浪费,在以往BOG再液化工艺基础上进行优化,设计出适用于LNG站储罐内BOG再液化工艺。该工艺利用LNG站对外供气过程中输出的LNG自身冷能,在压缩机、冷凝器等设备的作用下将LNG储罐内BOG再液化,并以60方LNG储罐为例,用Aspen Plus软件对工艺参数进行优化。研究结果表明:该工艺利用对外供气过程中输出的LNG自身冷能不仅可提高BOG的回收率,使BOG在LNG储罐中循环利用,同时可有效减少LNG冷能浪费;60方LNG储罐,输出LNG流量达到110kg/h即可满足BOG冷凝要求;具有设备少、投资小、能耗低、操作简单的优点,为各类LNG站储罐内BOG再液化处理均有应用价值。     

LNG储罐投产时置换氮气方式探讨

LNG储罐投产时,置换氮气操作是储罐预冷前最为重要的工作之一。结合标准规范要求,对储罐投产时置换氮气的必要性进行简述。基于我国多座LNG储罐调试经验,针对不同接收站中新建和扩建LNG储罐提出了4种置换氮气方式,并分析了其优缺点和适用条件,认为LNG储罐投产时应根据接收站的实际情况综合分析选择一种足够安全、操作相对简单且经济性较好的置换方式。     

LNG球形储罐预冷计算

预冷是大型低温储罐投用前最为关键的一步,充分的储罐预冷作业前准备、冷却速率和预冷用液氮量的计算以及安全措施的严格执行是大型低温储罐预冷得以顺利实施的重要保证。通过分析LNG球形储罐预冷时的热力过程,以一台3000m3球形LNG储罐为例,计算其预冷时间和预冷用液氮总量,得到了定压下LNG储罐预冷所需的液氮总量及罐体温度随时间变化的动态趋势,为制定液化天然气球形储罐预冷方案提供了理论依据。     

16万方LNG储罐预冷数值模拟研究

LNG储罐预冷是储罐预投产中最重要的的一个环节。目前研究中,预冷介质多通过单入口进入储罐,而在实际预冷过程中预冷介质多通过喷淋环进入储罐。为更全面地分析LNG储罐预冷过程,建立16×10~4m~3 LNG储罐预冷介质多入口三维预冷模型,通过FLUENT软件对LNG储罐喷淋预冷过程进行数值模拟,研究罐内物理场变化规律,结果表明:储罐预冷过程分为高温恒定阶段、快速温降阶段及后期缓慢温降阶段。预冷过程中,温度场与罐内流场相互影响,罐壁下部温度总是低于上部温度,罐内下部压力高于上部压力,压力梯度明显。储罐的左右两边均形成了涡流,罐底中心区域出现二次回流,减慢温降速度。     

LNG储罐日蒸发率测量方法及计算

日蒸发率是衡量LNG储罐绝热性能的重要指标,有效了解储罐日蒸发率,将有利于LNG储罐安全运行的维护。结合储罐日蒸发率的定义和标准,根据实际操作情况,给出了几种测量LNG储罐日蒸发率的方法及其计算公式,并论述了各种测量方法的适用性和工艺条件。     

氮含量对大型储罐BOG产生量的影响

为探究氮含量对大型LNG储罐内蒸发气体(BOG)产生量的影响,以某大型单容LNG储罐为例,建立BOG量计算模型,基于Aspen Plus软件,分析储罐内LNG饱和温度、密度、气化潜热随氮含量的变化规律,并与理论计算值进行对比,得出氮含量对蒸发率影响。结果表明:当压力为1.01325×10~5Pa时,随着LNG中氮含量的增加,饱和温度和汽化潜热减小,密度增大,且LNG汽化潜热和密度理论计算与软件模拟结果较为吻合,最大误差分别为7.24%和9.75%。LNG蒸发率随氮含量的增加而提高,氮含量在0~30%之间时,LNG蒸发率理论计算与软件模拟结果仅分别增加0.0018%/d、0.0003%/d。储罐BOG产生量随着氮含量的增加而增加,且理论计算与软件模拟结果较为吻合,误差不超过3.11%。     

LNG大型储罐角保冷块处温度场的有限元分析

角保冷块的结构设计是大型储罐绝热结构设计的关键点所在。采用ANSYS软件,对大型LNG储罐角部的温度场分布进行了有限元分析。根据其计算结果对角保冷块的设计进行了分析和讨论。     

LNG低温潜液泵结构及设计分析

详细介绍了大型LNG储罐和LNG船用低温潜液泵的导流器、扩散器、TEM、电机、电缆、轴承等主要结构的特点,分析了电机冷却及润滑、泵内气蚀、推力自平衡、监测与保护等关键技术,提出了该种类型LNG低温潜液泵的设计要点。     

低温储罐内分层形成与破坏过程的模拟研究

采用CFD模型追踪储罐内发生翻滚现象的过程以及可能产生的影响,对储罐在不同压力不同漏热量的翻滚进行评估。基于扩散理论和三大守恒方程建立了三维储罐模型,对不同密度的LNG充装过程进行了模拟,结果表明低密度液体在只考虑浮升力的作用下逐渐向上运动,重密度液体分布在储罐底部;同时建立了二维液体的分层模型,对罐底和罐壁受热两层混合过程进行模拟。     

使用ANSYS对惯性力作用下的低温绝热气瓶进行应力分析与优化

低温绝热气瓶为移动式压力容器,不仅承受静载荷的作用,还要承受移动工况下的惯性载荷作用。与传统的常规计算方法相比,有限元法更直观准确。文中使用ANSYS软件,对DPL450-175-1.37型低温绝热气瓶的结构建立有限元模型,对受惯性载荷的作用下进行应力分析,并对其应力集中区域进行了应力分类和评定。为低温绝热气瓶的结构设计起到一定的帮助作用。     

有机硅胶受力特性的太赫兹时域光谱表征方法

为探究有机硅胶黏结剂的受力特性，提出了一种基于太赫兹时域光谱特征进行无损表征的方法，利用太赫兹时域透射光谱对有机硅胶胶膜的应力光学系数进行表征，分别以胶膜折射率及时域光谱相位延迟作为参量开展了实验研究，两种方法获得的应力光学系数均为0.18 MPa^-1。利用反射式太赫兹时域光谱系统对不同受力状态下的有机硅胶胶膜进行实验研究，分别给出了胶膜厚度为2 mm和3 mm条件下太赫兹时域光谱延迟时间差与拉应力的变化关系，实验结果与理论规律相一致。研究结果表明，太赫兹时域光谱可有效地对有机硅胶等粘接材料的受力特性进行定量化表征，从而为胶接结构在受力状态下的粘接强度的评估提供一种新的方式。     

LNG动力船BOG处理方案探讨

由于国际上严格限定船舶硫排放新规即将实施,液化天然气(LNG)动力船舶的发展迎来重大机遇。但甲烷本身是一种温室气体,LNG动力船储罐以及系统其他部件产生的闪蒸气(BOG)不应直接向大气中排放。针对上述情况,结合供气系统实例,提出一种处理LNG动力船BOG的方案——利用LNG自身外输冷能结合氮膨胀循环进行BOG再液化,并采用ASPENHYSYS对整个BOG处理流程进行模拟。结果表明,该再液化流程对储罐内压力与LNG组分有很大的响应,储罐压力越大,甲烷含量越少,比功耗相对也越大;同时BOG液化率也随着储罐压力的升高而不断减小,并且甲烷含量越低,液化率下降越快。经过对比,对进入换热器前的BOG进行预冷能有效降低能耗,并且本再液化流程从功耗方面明显优于其他船用氮膨胀再液化循环。     

力学参数的光测技术及其在农业工程中的应用

 光测技术又称光测法,是用光学方法测定非光学量的测试技术,也是实验应力分析的重要方法,主要用来测定模型或实物的应力、应变和位移。由于光测法具有能直观、全貌地反映结构物中的应力分布情况;可以方便、迅速地获得边界条件,求出结构物内部任意位置处的应力,测出各种应力集中系数;适合于几何形状、受力情况比较复杂的结构应力分析,能经济、省时和有效地解决问题等特点,长期以来为人们所重视,被广泛应用于航空、航天、造船、机械、建筑、医学、军事等,在农业工程方面也有着较广泛的应用,解决了大量的复杂问题。     

LNG汽车燃料罐压力过程的模拟计算

分析了国内LNG汽车发展状况,以410 l公交车用LNG燃料罐为例,进行内部介质热力过程分析,计算得到了燃料罐内压力变化曲线。     

分置式斯特林制冷机力学环境分析

本文针对某型分置式斯特林制冷机,通过力学有限元分析,在随机振动和正弦振动的力学环境试验条件下寻找制冷机最大应力集中处,分析分置式制冷机在相关设计中存在的不足,以及可能导致制冷机失效的主要因素,进而提出优化制冷机的设计方法和预防措施。结果表明,通过增大分置管直径,可减少分置式斯特林制冷机最大集中应力,提高制冷机在实际使用的可靠性。