液化天然气储存过程中的翻滚现象原因及控制措施,详细的分析有么?求助
介绍一下从产生分层到产生翻滚的过程:
如果LNG储罐内LNG形成两层以上分层,LNG储罐内就会形成翻滚或相对突然的LNG混合。
翻滚现象
根据热输入(即温度)原理,如果高浓度(重)液体(A)注入到了LNG储罐的底部,低浓度(轻)液体(B)注入到了储罐上部,如下图所示,“A”液体就会吸收LNG储罐底部和侧边(壁)的热函,这样就会使“A”液体的浓度变小。
另一方面,由于LNG储罐表面的甲烷首先蒸发,“B”液体的浓度变得越来越大。
最后,当两个浓度达到相同值时,就出现“翻滚现象”(迅速混合A,B两种液体),将产生大量的BOG(短时间内为:50吨/小时到100吨/小时), 这可能会使LNG储罐的PSV发出爆裂声,损坏LNG储罐。
翻滚现象的原理图
从表面蒸发使LNG变重
孕育期(早期分层和后续翻滚之间的时间)和翻滚的强度取决于几个参数: 包括早期浓度的差值、分层的相对厚度、底层早期捕获的过热量、储罐的几何形状和每层及各层之间的热输入。 (通常情况下,早期分层和后续翻滚的间隔时间为一周。)
所以应该选择适当的注入方法(或顶部注入,或底部注入),这样浮力作用在混合储罐内容物时就可以起到帮助作用。
看看这个:http://www.lngonline.cn/Engineering/Materials/200911/2339.html
错
翻滚是一种热不稳定性现象,这种热不稳定性是由密度变化引起的,其产生的必要条件是分层界面受到扰动。界面扰动既包括“边界层穿透”,也包括界面的“涡旋混合”。分层界面的破坏首先出现在流动边界层,因为此处的流动最为活跃,但是由于边界层流动只局限在分界面附近,因此它对分层界面的直接破坏仅仅发生在流动边界层内。除边界层穿透破坏之外,上层液体的射流作用也会破坏分层循环流动,因为上层液体的射流冲击作用既可以直接破坏分层界面,又可通过“涡漩混合”不断扩大其破坏范围。
也就是说,LNG的翻滚实际上是一种剧烈蒸发的过程。在储罐中,密度小的液体会集聚在密度大的液体之上,抑制了下层液体的挥发。当储罐内的LNG出现明显的分层现象时,由于上层LNG静压的抑制作用,使得外界传人的热量无法通过下层的LNG液体的蒸发而散失,导致下层LNG处于过饱和状态,下层液体就会温度升高,少量的N2就会首先汽化,破坏两层液体的界面,使得LNG储罐内出现扰动,也就是翻滚现象。如果储罐内上层的LNG密度大于下层,下层LNG突然上升,导致边界层破坏,液体挥发,产生剧烈扰动,储罐内的温度上升,压力也急剧上升,使翻滚现象进一步加剧。
翻滚现象产生的原因
(1)储罐内LNG由于各组分密度不同,导致密度大的组分在下,密度小的组分在上,密度差会形成分层,有时即使仅差1 kg/m3也会分层,而分层是引发翻滚的第一步。有关资料介绍,如果储罐内LNG有两层,当其密度差为6.9kg/m3时,存放72h后就会产生翻滚现象。
(2)LNG进储罐的温度有细微变化,引起LNG的密度稍有变化,温度高的LNG密度较小,温度低的LNG密度较大,密度小的液体上浮,密度大的液体在下,产生分层的现象。一般的,当温差为0.79 K时,存放72 h后将产生翻滚现象。
(3)由于不同阶段添加的LNG的组分不同,导致新日LNG的两层液体密度不同,罐内液体存在密度差,产生分层现象,在存储和运输过程中就会有扰动现象,剧烈的扰动就是翻滚现象。
翻滚现象的预防
LNG分层的检测
由于LNG分层是引发翻滚的前提,因此,在实际操作过程中如何检测LNG分层非常重要。一般可以采取下列方法检测LNG分层情况:
(1)沿LNG储罐高度设置测温点,间距可为2.8 m左右,一般当温差高达-14℃左右时,就有可能出现翻滚现象。这时为防止翻滚事故,就应该对储罐进行冷却。
(2)监测新灌入的LNG与储罐内剩余LNG的密度差,也可以通过两者的热值差来监测。如果差值较大,应考虑出现翻滚的可能性。一般当密度差达5 kg/m3时,就要引起注意,应该采用进行循环的方法来消除密度差。
(3)监测LNG的蒸发速度。LNG分层会抑制LNG的蒸发速度,使得出现翻滚前的蒸发速度比通常情况下的蒸发速度低。采用压力表监测罐内压力时,大气压的变化会影响对LNG蒸发速度时监测,可以采用绝对压力监测或记录大气压的变化。
2. LNG分层和翻滚的预防
根据翻滚产生的机理,可以采取以下方法防止LNG分层和翻滚:
(1)分别贮存。这是防止分层的较好方法,即将密度不同的LNG储存于不同的储罐中。但这需要多个储罐,使营运不仅经济,而且操作方便。
(2)充分搅拌所有灌入储罐的LNG,消除密度差,防止LNG的分层。一般采用循环泵进行循环(即用LNG泵由储罐下部到上部打回流)的方法来使储罐中的组分充分混合。
(3)控制灌入储罐LNG组成成分的密度变化范围,尽可能减小组分的密度差。
对于大型LNG储罐,充分搅和比较困难。一旦发生LNG翻滚,汽化后的大量天然气难以及时通过安全释放阀排放。为了防止发生事故,设置安全释放阀、放散火炬、回收压缩系统等,防止LNG蒸发、翻滚造成储罐超压。一般同时采用上述两个措施,并且尽量使一个储罐仅用来储存同一产地的LNG,控制其组分的变化范围,从而防止LNG的翻滚现象。一般灌入储罐的LNG的密度差尽量控制在15 kg/m3以内。
(4)选择正确的充注方法。根据需要装载的LNG与货舱内原有的LNG密度有差异,正确选择充注方法,可有效地防止分层。充注方法的选择一般应遵循以下原则①密度相近时,一般底部充注。②将密度小的LNG充注到密度大的LNG货舱中时,应该采用底部充注的办法。③将密度大的LNG充注到密度小的LNG货舱中时,应该采用顶部充注的办法。④采用多孔管充注。多孔管即在充液管上开有一定数目的小孔,使用多孔管充注可使充注的新LNG和原有的LNG充分混合,从而壁面分层。
根据经验,为了避免分层现象,在液化过程中,应注意分析进料天然气组分,不要有较大的密度差(密度差应尽量小于15 kg/m3)。否则采取LNG不进储罐,直接进入汽化器。汽化后再输到外界管网进行循环的方式。进液过程中,选择将温度较低的LNG从罐顶部灌入。将温度较高的LNG从罐底部灌入,使充液过程也成为不同密度的LNG混合的过程,从而防止LNG分层,避免翻滚现象的产生。
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例如:此山是非常高的。 (此山是非常高的,和快速的应刺破蓝天。)
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通常在普通的大气压力,但冷却到零下163摄氏度液化液化天然气。
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西秀区19120507791: LNG气站中,为什么要倒灌?什么情况下必须倒灌? - ?
务废龙百: 你说的是倒灌?还是倒罐?我只听说后者,避免分层导致翻滚,翻滚产生的气量过大,会导致储罐的结构破坏!故需倒罐.在明显分层前需倒罐,分层可通过测量其中密度来判断.
西秀区19120507791: 液化石油气储罐的注意事项 - ?
务废龙百: 1、液化石油气储罐的安全操作mm_+0 为防止液化气储罐出现超温、超压现象,应控制其使用压力和使用温度.液化气储罐的超温和超压的原因是以下几种:(1)操作失误 为了防止出现操作失误,应该在关键操作装置上挂牌,牌上用明显标记或文字注明阀门等的开闭方向,开闭状态、注意事项等.(2)液化气体充装过量 防止充装过量的措施包括:严格按规定的存储量充装,发现超装,应立即设法将超装量抽出;充装所用的全部仪表必须定期检验,液位计要定期冲洗;容器内如存有残液,应一并计入其充装量,不能将其重量忽略;周围温度升高时,应进行喷淋降温.2、液化气储罐的维护保养
西秀区19120507791: 请解释天然气可加压后贮存在钢瓶中的原因 - ?
务废龙百: 液化气气液态体积比值大、易挥发:在常温常压下,液态液化气迅速气化为250--350倍体积的液化气气体.体积膨张系数大.液化石油气的体积膨胀系数大约是同温度水的体积膨胀系数的10~16倍,随着温度的升高,液态体积会不断膨胀,气态压力也不断增加,温度每升高摄氏1度,体积膨胀0.3~0.4%,气压增加0.2~0.3MPa . 液化天然气(LNG)即液态甲烷(CH4),其储存温度为-162℃.液化天然气由液态汽化为气态,体积增大几百倍,气态甲烷是液态甲烷体积的625倍.液化天然气密度:0.42~0.46 g/cm3.粘贴复制党报道.
西秀区19120507791: 天然气加压后储存在钢瓶中的原因是什么~~~求急!!!!! - ?
务废龙百: 因两种方式:1 将天然气加压压缩后,灌入钢瓶中.加压后的天然气的体积将大幅度缩小.2 将天然气液化后灌入钢瓶,这种方式比压缩方式能够更加有效地缩小天然维持的体积.日常中,上述1方式常用于家用小瓶天然气.上述2常用于大量天然气运输中.
西秀区19120507791: 天然气LNG储罐液位不跳动不准是什么原因 - ?
务废龙百: 一般情况下有几方面应该引起注意:1、保证储罐的真空度,防止热交换的超标而引起罐内超低温液体的佛腾而造成液位计的波动;2、定期检验机械液位表;3、尽量把充装率控制再90%...
西秀区19120507791: 液化气加压后可储存在钢瓶中的原因 - ?
务废龙百: 液化气:是将液化石油气经过降温到零下四十多度,液化石油气就变成了液体,液体与气体的体积关系是1比250到300,这样就可以在有限的空间里充装更多的气体,本身是不加压的,但是会有部分液体经过吸热就变成了气体,可是容器空间有限,那么它的压力就会增高,从而有了压力.
西秀区19120507791: 天然气液化储存的优点和缺点 - ?
务废龙百: 优点是便于运输和储存,缺点是对其储存设备和运输工具就提出了安全可靠、高效的严格要求.天然气具有多个定义.泛指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火...
西秀区19120507791: 液化石油气中所含的可燃性物质,是在加压不高的情况下即转变为液态而便于储存于钢瓶中,当打开钢瓶阀门时 - ?
务废龙百: 液化石油气成分复杂,分离主要得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等.一般这些气体在常温下是气态.所以打开阀门时气体就出来了.