液化天然氣儲罐蒸發(fā)率的試驗和計算

1、液化天然氣儲罐蒸發(fā)率的試驗和計算液化天然氣儲罐蒸發(fā)率的試驗和計算摘要：要：介紹了LNG儲罐的一項重要技術(shù)參數(shù)——儲罐蒸發(fā)率的定義及標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)實際的操作情況，通過試驗和計算2種方法對儲罐蒸發(fā)率進行了測試和研究。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：液化天然氣儲罐；蒸發(fā)率；靜態(tài)蒸發(fā)率；試驗；計算液化天然氣簡稱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，其儲存是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，液化后的天然氣都要儲存在站內(nèi)儲罐或儲槽中。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)模的儲罐或儲槽。LNG槽船、槽車、罐式集裝箱是主要的運輸工具。天然氣是易燃易爆的燃料，而LNG的儲存溫度很低，因此對其儲存設(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儲罐的設(shè)計和制造中

3、積累了豐富的經(jīng)驗。但是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)沒有給出LNG儲罐蒸發(fā)率的上限，文中介紹了對其試驗和計算進行分析的結(jié)果。1、LNG儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率LNG儲罐的主要性能指標(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。儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率能較為直觀的反映儲罐在使用時的保冷性能。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，靜置達到熱平衡后，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儲罐為例，文獻[1]和[2]對其靜態(tài)蒸發(fā)率的要求見表1。儲罐蒸發(fā)率的性能指標(biāo)可以通過測試(試驗法)得到，也可在實際運行中根據(jù)運行數(shù)據(jù)計算(工況計算法)求得。2、試驗研究、試驗研究城市LNG氣化站儲罐蒸發(fā)率的試驗通常

5、在液氮預(yù)冷后、LNG進液前進行。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進液前對儲罐的保冷性能有充分地了解，可以減少運營后因儲罐問題帶來的負(fù)面影響，保證氣化站正常的生產(chǎn)運營。文中以江蘇省姜堰市天然氣有限公司LNG氣化站內(nèi)1#儲罐的靜態(tài)蒸發(fā)率試驗為例作一介紹3、蒸發(fā)率實例計算、蒸發(fā)率實例計算在城市LNG氣化站建設(shè)投產(chǎn)初期，用戶還未達到設(shè)計規(guī)模，當(dāng)用量足夠低以致完全可以用儲罐自蒸發(fā)的氣體供應(yīng)時，儲罐出液閥門關(guān)閉，汽化器不

6、開啟。此時，儲罐內(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)一定時間內(nèi)液位(體積)的變化計算儲罐的蒸發(fā)率。據(jù)此，筆者對通達九江天然氣公司氣化站內(nèi)2個LNG儲罐的蒸發(fā)率進行了計算。九江天然氣公司氣化站LNG儲罐其結(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個月來儲罐內(nèi)液位的數(shù)據(jù)記錄，可以很方便的計算出儲罐在3個月內(nèi)運行的平均蒸發(fā)率。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)計算，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)儲罐蒸發(fā)率的定義得：根據(jù)以上計算，站內(nèi)2個儲罐每天平均放散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。采用工況計算的方法能夠非常方便快速地計算出儲罐在運行時的保冷性能，并能直接應(yīng)用于實際的

8、生產(chǎn)運營，可為運營者合理進行用戶的拓展、氣源的調(diào)度以及站內(nèi)的運營提供有力的數(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，儲罐內(nèi)液位的降低完全來自液體的自身蒸發(fā)，才能根據(jù)儲罐液位的降低計算液體的蒸發(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種方法都是對儲罐的絕熱性能——蒸發(fā)率指標(biāo)進行判定，但方法不同，得出的結(jié)果有所區(qū)別：(1)試驗法是嚴(yán)格遵照國家標(biāo)準(zhǔn)進行，對試驗工況進行了修正，測試的是儲