低温液体BOG再液化系统压力及蒸发率试验研究

为研究低温液体吸热产生蒸发气(Boil-Off Gas,BOG)的动态过程,寻求合理调控低温液体压力和温度的方法,搭建了一套低温液体BOG再液化试验系统。以液氮为工质对120L高真空变密度多层绝热储罐进行了压力、温度及蒸发率测试试验,分析了以上参数与时间的变化规律,计算了储罐静态蒸发率与漏热量。结果表明:储罐压力随时间增加而逐渐上升,在480min之前压力上升速率较快,为10.9Pa/s,之后上升速率逐渐减小。从液相到气相的温度依次升高,液相内部的温度相差较小,约为1.2℃;随时间的增加,液相和气液分界面的温度逐渐升高,气相的温度逐渐降低,480min后达到相对稳定的状态。初始充装率为0.7时,自然蒸发的BOG流量随时间增加逐渐减小;经计算,储罐静态蒸发率为2.04%/d,漏热量为4.1W。试验结果为后续开展低温液体BOG再液化研究提供了相关依据。     

基于压力变化的低温储罐日蒸发率研究

通过进行低温储罐静置试验,研究不同液位条件下罐内压力随时间的变化,根据低温介质物性方程和储罐容积公式,计算得到不同液位条件下储罐日蒸发率。结果表明,静置过程中罐内压力随时间呈线性变化,压力上升速率随液位降低而逐渐增加。日蒸发率随时间动态变化,储罐液位越低日蒸发率越大。当储罐液位从85%降低至12%时,压力上升速率变为原来的3倍,日蒸发率增加40多倍。储罐低液位存储时,压力上升速度明显增加,无损储存时间大幅减小,不利于液氮的长期静置存储。     

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。     

低温储罐自增压特性的实验研究

LNG是一种易燃易爆的低温气体,通常采用无损储存。由于外界漏热,储罐内压力会不断上升,此升压速率对无损储存的安全有着重要的影响。文中建立了低温储罐自增压以及温度分层实验装置,对罐内的温度分层及此时的升压过程进行了实验研究。     

低温液体甲烷无损储存规律研究

液体甲烷是易燃易爆的低温液体,在封闭容器中压力的上升是它安全储存所面临的关键问题。文中列出了无损储存计算用模型,并以40m~3液化天然气储罐为研究对象计算了甲烷的无损储存规律,得到了0．1518MPa和标准大气压下环境温度分别为30℃,50℃和80℃下的无损储存规律,以及液体甲烷安全无损储存天数。     

低温液体贮箱蒸发率影响因素研究

理论分析了低温贮箱的热性能,计算并对比了低温贮箱各部分漏热情况。通过在静置状态下的蒸发率实验,测量了一定时间内的低温液体蒸发量,以此计算了液氮工质的蒸发率以及外部总漏热量,并与计算值进行了对比。通过制冷机降低贮箱内气相温度,结果表明,气枕压力及蒸发率随气相空间温度减小能够有效降低。     

低温推进剂在轨储存热力学排气系统TVS研究进展

在空间零(微)重力环境下,有效地控制储罐压力并尽量减少液体推进剂的排放损失是低温推进剂在轨储存的核心技术任务。空间热力环境引起的热渗透不可避免,它将使得储罐压力持续升高,然而在零重力环境下无法通过类似地面顶部排气的方法来控制压力,其严重后果是大量气液混合物被直接排放至太空。针对这一问题而提出的热力学排气系统(TVS)能够在气液位置不确定的情况下实现少量的单纯气态排放,并且充分利用所排放低温推进剂节流后的热力学焓,从而在双重作用下有效地实现了储罐压力的控制。文中从仿真理论和实验两个方面总结归纳了国外TVS的技术研究历史和现状,涉及液氢、液氧和液态甲烷等低温推进剂以及模拟流体液氮,为我国低温推进剂空间储存相关技术的发展提供参考。     

低温储罐气相空间漏热的理论研究

低温液体在储罐内的无损储存时间是低温储运过程中非常值得关心的一个问题,而漏热量的准确确定是预测无损储存时间的关键因素。使用了大空间自然对流换热模型,对气相空间的漏热进行了研究,在此基础上,提出新的无量纲数G l。并在总结分析的基础上给出了适合工程应用的气相漏热计算公式和气相漏热实用估算表。     

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。     

LNG储运装置的小型BOG回收再液化方法的对比分析北大核心

首先简要介绍了目前LNG储运装置BOG产生的现状,以及目前回收BOG再液化的一些方法。接着分别针对低温制冷机和液氮作为冷源的两种回收再液化方法从设备投资(两者相当)、运营成本(前者比后者低约40%)、投资回收周期(两者相当)等方面进行综合分析比较,最终得出用低温制冷机作为冷源再液化BOG成为LNG是经济的(液化1kg的BOG仅需花费1.35元)。     

LNG储运装置的小型BOG回收再液化方法的对比分析

首先简要介绍了目前LNG储运装置BOG产生的现状,以及目前回收BOG再液化的一些方法。接着分别针对低温制冷机和液氮作为冷源的两种回收再液化方法从设备投资(两者相当)、运营成本(前者比后者低约40%)、投资回收周期(两者相当)等方面进行综合分析比较,最终得出用低温制冷机作为冷源再液化BOG成为LNG是经济的(液化1kg的BOG仅需花费1.35元)。     

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%。     

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。     

低温储罐充液后夹层压力变化规律

低温储罐在充液后内罐因温度下降而冷缩,夹层空间增大,同时夹层温度也将下降,综合作用使夹层真空度升高及绝对压力下降,这对低温容器绝热是有利的。为了计算充液后夹层压力的大小,研究了低温容器充液后内罐冷缩及夹层温度变化情况,给出了夹层压力的计算公式。实例计算表明充液后夹层压力下降显著。     

ZBO存储低温储箱内的压力变化模拟分析

低温推进剂在存储过程中,由于和周围环境存在较大的温差,热量漏入储箱后引起的低温推进剂蒸发不可避免造成储箱内的温度和压力的升高。当压力超过一定值,需要定期排空,从而造成低温推进剂损失。ZBO存储技术通过低温制冷机移出漏入储箱内的热量,可以有效地避免低温推进剂的蒸发损失。对储箱的漏热量进行了计算,并且对ZBO存储过程中储箱内的温度和压力变化过程进行了模拟。     

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。     

LNG船用BOG再液化装置工艺流程模拟

文中运用工程模拟计算软件ASPEN PLUS对LNG船用蒸发气体(BOG)再液化装置工艺流程进行了较全面和深入的模拟计算.通过对模拟计算结果进行分析,得到用丙烯预冷的再液化工艺流程中的主要工艺设备运行参数:海水冷凝器冷凝温度、BOG压缩机出口压力、丙烯压缩机出口压力以及混合制冷剂压缩机出口压力对再液化效率和能耗有着不同...     

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。     

零蒸发率超导磁体系统氦液化冷凝器的设计

零蒸发超导磁体系统利用制冷机作为冷源,常温氦气经预冷后直接液化为液氦。同时零蒸发超导磁体系统将冷却系统蒸发的饱和氦气或低温氦气冷凝再液化。整个试验过程无需加注液氦和补充液氦,实现液氦零损耗。其中氦气液化冷凝器是低温磁体杜瓦部分的核心部件,它的设计成败将直接影响系统能否实现液氦的零蒸发与零消耗。     

LNG调峰装置BOG分析与计算

LNG调峰装置是以调节城市供气负荷为主要目的的天然气液化及储存装置。工作流程是将城市用气低峰负荷时管网过剩天然气液化并储存,在用气高峰负荷或紧急情况时将储存的LNG气化后送至供气管网,实现调峰作用。文中结合工程实际介绍了某LNG调峰装置的基本结构和工艺流程,分析了五种工况下BOG的产生原因,并对BOG的产生量进行了理论计算。结合计算结果和工程实际提出了经济可行的BOG处理工艺,对后续该装置BOG处理系统的升级改造及同类型装置BOG处理系统的设计具有重要的参考价值。