大型LNG儲(chǔ)罐預(yù)冷過(guò)程非穩(wěn)態(tài)傳熱分析.pdf

1、天然氣是一種高效、無(wú)污染的一次能源，在當(dāng)今世界能源消耗總量中位居第二。液化天然氣（簡(jiǎn)稱LNG）是天然氣經(jīng)壓縮、冷卻至沸點(diǎn)以下所產(chǎn)生的液體，為天然氣的長(zhǎng)距離輸送、儲(chǔ)存等各個(gè)方面提供了有利條件，而LNG產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成為影響全球天然氣供應(yīng)格局的重要因素。隨著全球能源需求量的持續(xù)增加以及LNG產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，中小型LNG儲(chǔ)罐已無(wú)法滿足LNG儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)男枨?，大型LNG儲(chǔ)罐以其節(jié)約材料、方便管理和節(jié)約投資等優(yōu)點(diǎn)勢(shì)必成為發(fā)展趨勢(shì)。大型LNG儲(chǔ)罐投產(chǎn)

2、前的準(zhǔn)備工作中，約有一半的低溫儲(chǔ)罐事故是發(fā)生在儲(chǔ)罐的預(yù)冷過(guò)程中，因此預(yù)冷是大型LNG儲(chǔ)罐投產(chǎn)前最為關(guān)鍵的一步。充分的儲(chǔ)罐預(yù)冷作業(yè)前準(zhǔn)備，冷卻速率和預(yù)冷用LNG量的計(jì)算，以及安全措施的嚴(yán)格執(zhí)行是大型LNG儲(chǔ)罐預(yù)冷得以順利實(shí)施的重要保證。
　　首先，簡(jiǎn)述了大型LNG儲(chǔ)罐的預(yù)冷流程，包括吹掃干燥、氮?dú)獯祾咧脫Q、LNG預(yù)冷等步驟?；贗APWS-IF2008標(biāo)準(zhǔn)推導(dǎo)出濕空氣含濕量和相對(duì)濕度計(jì)算公式，確定了水蒸氣質(zhì)量濃度計(jì)算公式，進(jìn)而由全面

3、通風(fēng)微分方程確定了氮?dú)庵脫Q所需時(shí)間。其次，對(duì)大型LNG儲(chǔ)罐預(yù)冷過(guò)程進(jìn)行了非穩(wěn)態(tài)傳熱分析，表明在大型LNG儲(chǔ)罐預(yù)冷過(guò)程中，熱量消耗分為兩大部分，一部分是冷卻罐體、保溫層和罐內(nèi)氣體所消耗的熱量，另一部分是在預(yù)冷過(guò)程中儲(chǔ)罐漏熱所消耗的熱量。儲(chǔ)罐漏熱包括罐頂漏熱、罐底漏熱及罐壁漏熱。其中，罐頂漏熱包括儲(chǔ)罐內(nèi)罐罐體冷卻、吊頂間氣體對(duì)流換熱及熱輻射;罐底漏熱包括儲(chǔ)罐內(nèi)罐罐體冷卻和保溫層導(dǎo)熱;罐壁漏熱包括儲(chǔ)罐內(nèi)罐罐體、內(nèi)罐外保溫層冷卻和內(nèi)罐外保溫層的

4、導(dǎo)熱、夾層內(nèi)氣體的對(duì)流傳熱。根據(jù)質(zhì)量平衡方程和能量平衡方程，建立了整個(gè)預(yù)冷過(guò)程的傳熱模型，并應(yīng)用MathCAD編制了大型LNG儲(chǔ)罐預(yù)冷過(guò)程的計(jì)算程序。
　　最后，以一臺(tái)16萬(wàn)m3LNG儲(chǔ)罐為例，建立大型LNG儲(chǔ)罐罐壁的有限元模型，對(duì)預(yù)冷過(guò)程中儲(chǔ)罐罐壁的傳熱過(guò)程進(jìn)行分析，得到保溫層在預(yù)冷結(jié)束時(shí)的平均溫度為246.3K。應(yīng)用MathCAD編制的計(jì)算程序?qū)︻A(yù)冷過(guò)程中內(nèi)罐、絕熱層和罐內(nèi)氣體到達(dá)使用溫度所需要的熱量以及預(yù)冷過(guò)程中儲(chǔ)罐的漏熱量