液化天然氣儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的試驗(yàn)和計(jì)算

1、液化天然氣儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的試驗(yàn)和計(jì)算液化天然氣儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的試驗(yàn)和計(jì)算摘要：要：介紹了LNG儲(chǔ)罐的一項(xiàng)重要技術(shù)參數(shù)——儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的定義及標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)實(shí)際的操作情況，通過試驗(yàn)和計(jì)算2種方法對儲(chǔ)罐蒸發(fā)率進(jìn)行了測試和研究。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：液化天然氣儲(chǔ)罐；蒸發(fā)率；靜態(tài)蒸發(fā)率；試驗(yàn)；計(jì)算液化天然氣簡稱LNG(LiquefiedNaturalGas)，是天然氣的液態(tài)形式。它充分利用了天然氣在常壓和162℃下液化后，體積可縮小到氣態(tài)時(shí)的1600這一性質(zhì)，為

2、天然氣的高效輸送提供了新的途徑，也擴(kuò)大了天然氣的利用領(lǐng)域。在液化天然氣(LNG)工業(yè)鏈中，其儲(chǔ)存是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，液化后的天然氣都要儲(chǔ)存在站內(nèi)儲(chǔ)罐或儲(chǔ)槽中。在衛(wèi)星型液化站和LNG接收站，都有一定數(shù)量和不同規(guī)模的儲(chǔ)罐或儲(chǔ)槽。LNG槽船、槽車、罐式集裝箱是主要的運(yùn)輸工具。天然氣是易燃易爆的燃料，而LNG的儲(chǔ)存溫度很低，因此對其儲(chǔ)存設(shè)備的安全、高效有嚴(yán)格要求。隨著LNG技術(shù)在我國的發(fā)展，國內(nèi)許多相關(guān)設(shè)備制造廠和科研單位在LNG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和制造中

3、積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。但是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沒有給出LNG儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的上限，文中介紹了對其試驗(yàn)和計(jì)算進(jìn)行分析的結(jié)果。1、LNG儲(chǔ)罐靜態(tài)蒸發(fā)率儲(chǔ)罐靜態(tài)蒸發(fā)率LNG儲(chǔ)罐的主要性能指標(biāo)有靜態(tài)蒸發(fā)率、封結(jié)真空度、真空夾層漏率、真空夾層放氣速率及真空夾層漏放氣速率等。儲(chǔ)罐靜態(tài)蒸發(fā)率能較為直觀的反映儲(chǔ)罐在使用時(shí)的保冷性能。其定義為低溫絕熱壓力容器在裝有大于有效體積12低溫液體時(shí)，靜置達(dá)到熱平衡后，24h內(nèi)自然蒸發(fā)損失的低溫液體質(zhì)量和容器有效體積下低溫液體質(zhì)量的百

4、分比，換算為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下(20℃，101325Pa)的蒸發(fā)率值。LNG儲(chǔ)罐因用途、規(guī)模及地形等原因，選擇的結(jié)構(gòu)形式、絕熱方式各不相同，對儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的要求也有不同。以中小城市LNG城市衛(wèi)星站大多采用的50m3及100m3帶壓LNG儲(chǔ)罐為例，文獻(xiàn)[1]和[2]對其靜態(tài)蒸發(fā)率的要求見表1。儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的性能指標(biāo)可以通過測試(試驗(yàn)法)得到，也可在實(shí)際運(yùn)行中根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算(工況計(jì)算法)求得。2、試驗(yàn)研究、試驗(yàn)研究城市LNG氣化站儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的試驗(yàn)通常

5、在液氮預(yù)冷后、LNG進(jìn)液前進(jìn)行。這樣可充分利用預(yù)冷與保冷階段的液氮，節(jié)省投資。另外，在LNG進(jìn)液前對儲(chǔ)罐的保冷性能有充分地了解，可以減少運(yùn)營后因儲(chǔ)罐問題帶來的負(fù)面影響，保證氣化站正常的生產(chǎn)運(yùn)營。文中以江蘇省姜堰市天然氣有限公司LNG氣化站內(nèi)1#儲(chǔ)罐的靜態(tài)蒸發(fā)率試驗(yàn)為例作一介紹3、蒸發(fā)率實(shí)例計(jì)算、蒸發(fā)率實(shí)例計(jì)算在城市LNG氣化站建設(shè)投產(chǎn)初期，用戶還未達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模，當(dāng)用量足夠低以致完全可以用儲(chǔ)罐自蒸發(fā)的氣體供應(yīng)時(shí)，儲(chǔ)罐出液閥門關(guān)閉，汽化器不

6、開啟。此時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)液位的降低(液態(tài)體積的減少)完全來自罐內(nèi)液體的蒸發(fā)，據(jù)此，可根據(jù)一定時(shí)間內(nèi)液位(體積)的變化計(jì)算儲(chǔ)罐的蒸發(fā)率。據(jù)此，筆者對通達(dá)九江天然氣公司氣化站內(nèi)2個(gè)LNG儲(chǔ)罐的蒸發(fā)率進(jìn)行了計(jì)算。九江天然氣公司氣化站LNG儲(chǔ)罐其結(jié)構(gòu)和絕熱形式與上文中姜堰LNG1#罐相同，體積為98m3。根據(jù)該氣化站內(nèi)投產(chǎn)3個(gè)月來儲(chǔ)罐內(nèi)液位的數(shù)據(jù)記錄，可以很方便的計(jì)算出儲(chǔ)罐在3個(gè)月內(nèi)運(yùn)行的平均蒸發(fā)率。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計(jì)算，1#罐平均每天蒸發(fā)的液體量為0.

7、265m3，2#罐平均每天蒸發(fā)的液體量為0.289m3，根據(jù)儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的定義得：根據(jù)以上計(jì)算，站內(nèi)2個(gè)儲(chǔ)罐每天平均放散LNG液體體積為0.554m3，在0.5MPa下，LNG的密度為394kgm3，而LNG氣化后標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為0.6959kgm3。由此，可以得出，每天放散的氣態(tài)天然氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為313.66m3，可滿足約600戶居民的用氣。采用工況計(jì)算的方法能夠非常方便快速地計(jì)算出儲(chǔ)罐在運(yùn)行時(shí)的保冷性能，并能直接應(yīng)用于實(shí)際的

8、生產(chǎn)運(yùn)營，可為運(yùn)營者合理進(jìn)行用戶的拓展、氣源的調(diào)度以及站內(nèi)的運(yùn)營提供有力的數(shù)據(jù)支持。但此方法仍受一定的限制，只有當(dāng)汽化器不開啟時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)液位的降低完全來自液體的自身蒸發(fā)，才能根據(jù)儲(chǔ)罐液位的降低計(jì)算液體的蒸發(fā)量。因此，只適用于氣化站投產(chǎn)的初期。4、兩種方法的區(qū)別與聯(lián)系、兩種方法的區(qū)別與聯(lián)系2種方法都是對儲(chǔ)罐的絕熱性能——蒸發(fā)率指標(biāo)進(jìn)行判定，但方法不同，得出的結(jié)果有所區(qū)別：(1)試驗(yàn)法是嚴(yán)格遵照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，對試驗(yàn)工況進(jìn)行了修正，測試的是儲(chǔ)