發(fā)布時間：2020-08-09 14:14

【摘要】：近幾年國際液化天然氣(LNG)貿(mào)易市場持續(xù)高速發(fā)展,中國液化天然氣的進口量也持續(xù)增長。LNG接收站成為進口和外輸?shù)闹行�。當LNG從船艙輸送到接收站儲罐內(nèi)時,由于管道流量大,管徑大以及LNG本身的低溫性質(zhì),LNG卸船管道內(nèi)發(fā)生瞬變流時,會帶來更加嚴重的后果,直接影響接收站的安全運行。實際工程上接收站卸船臂管道的設計依賴于各種商業(yè)軟件的模擬計算,得到管道的設計參數(shù)和船艙內(nèi)壓力。商業(yè)軟件的模擬計算過程類似處于黑箱子中,設計人員無法對其計算過程進行了解和分析,并且軟件模擬計算會選擇更加保守的設計結(jié)果,給工程設計帶來了很大的浪費。所以,本文主要利用特征線法(MOC)建立LNG卸船管道系統(tǒng)的計算模型,利用編寫的程序數(shù)值計算在發(fā)生瞬變流時管道內(nèi)的壓力波動情況,從而進一步為設計人員提供LNG管道設計的理論依據(jù)。首先,利用文獻中壓力波動的實驗值驗證特征線法計算LNG管道瞬變流的正確性和準確性。其次,建立了泵-管道-儲罐計算模型,研究LNG卸船管道中閥門合理的啟閉規(guī)律。然后,以國內(nèi)正在籌建的舟山接收站二期工程的設計參數(shù)為依據(jù),驗證工程中卸船管道的設計壓力和船艙內(nèi)過冷度的正確性和合理性。最后,針對現(xiàn)在的工程設計中的瞬變流防護措施,提出了兩種不同的穩(wěn)壓設計,即卸料泵后安裝2/7s兩階段閥門和卸料泵后安裝穩(wěn)壓罐。結(jié)果表明,利用特征線法建立的計算模型可以準確的得到管道內(nèi)最大和最小壓力值;LNG輸送管道內(nèi)合理的閥門啟閉規(guī)律可以很好地降低壓力波動的幅度。在發(fā)生停泵時,如果同時控制多個兩階段關閉閥門的快速關閉時間一致,則管道內(nèi)壓力波動會小很多;同時,本文的計算結(jié)果在理論上驗證了工程中管道的設計壓力和船艙內(nèi)過冷度選擇的合理性;最后,在卸料泵后安裝兩階段關閉閥門可以很好地降低管道增壓波幅度,最大壓力降低21%,但同時管道內(nèi)的最小壓力也大幅度的下降,極易使得LNG氣化,所以需要提高船艙內(nèi)的過冷度以防止管道內(nèi)存在氣液兩相流狀態(tài),既造成LNG能源的浪費又給管道輸送帶來安全隱患。卸料泵安裝穩(wěn)壓罐的設計方法既可以降低管道內(nèi)升壓值和降壓值,其最大壓力降低27%,最小壓力提高32%,又可以作為接收站的儲罐應用,所以工程上可以采用該設計方法作為瞬變流的防護措施。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE97;U653
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文通過低壓泵輸送到槽車進行運送。LNG 船卸船、儲罐儲存、低壓輸送以（BOG）處理等時接收站主要的處理流程。LNG 卸料臂連接卸料船與儲罐船系統(tǒng)包括一個液相總管用于卸料，一個氣相平衡管用于連接儲罐與船壓力，一個循環(huán)冷卻管路用于卸料之前的預冷卸料管路。一般卸料時間30 小時，3 條卸料臂同時工作。卸料臂的長度取決于碼頭的自然水文條件口屬于深水港則卸料臂較短。如果港口處大陸架坡度較緩和，則卸料臂，有的卸料臂可長達一公里。卸料臂的配置根據(jù)不同地理條件而不同， 和 1-2。

陸地接收站示意圖

圖 2-1 水錘原理示意圖閥門突然關閉（假設關閉時間為零），緊靠閥門的微處壓力升高 H，后面的水流由于慣性繼續(xù)流動。緊體擠壓，管壁發(fā)生膨脹。緊接著的流體微元停止流管壁膨脹。閥門后面的微元流體依次停止、壓縮，管波從閥門向水池傳播即為水擊波的傳播。水錘的實用，在閥門瞬間關閉情況下，繼續(xù)向前流動壓縮流 a 表示。到水池時，管道中流動介質(zhì)處于壓縮狀態(tài)，靜壓大口處微元流體會向水池流動，靜壓轉(zhuǎn)換為動壓，該壓力。該過程依次進行。當閥門處流體向水池流動時流體繼續(xù)向水池流動。此時閥門處微元流體由于慣狀態(tài)，壓力低于流動時的靜壓，處于低壓狀態(tài)。管道若不考慮流動中能量損失，則壓力波動在管道中反

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本文編號：2787228