气化系统冷能和循环泵的工作形式
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气化系统冷能和循环泵的工作形式

中间介质式再气化系统主要包括LNG气化器、天然气加热器、中间介质蒸发器、中间介质循环泵和海水泵。LNG由泵输入,在中气化器吸收中间介质蒸气冷凝放出的热量气化为低温NG,低温NG在加热器中吸收海水热量升温至满足外输管网需求温度;中间介质在蒸发器中吸收海水热量蒸发为气态,在LNG气化器中冷凝为液态后汇入介质储罐,再由泵送入蒸发器完成循环。

图1:中间介质式再气化系统简图

中间介质式再气化系统简图

为确保LNG气化后在外输管线中有足够的能量和压头,保证用户的正常使用,在进入气化器前需由高压泵对LNG进行增压,该泵为多级泵,扬程可以根据系统要求选择。LNG输送过程中会有极为少量的NG产生,则需要对其进行定期检修或更换,为保证系统持续正常运行则需要设置多台ca88会员登录互为备用。另外,增压泵的轴向力平衡措施要安全可靠,防止因轴向力平衡装置引起泵的故障,影响泵的运行。

此外,为防止LNG泄漏,高压泵组区域需设置不锈钢围池。不锈钢围池能有效防止泄漏的LNG直接滴落到甲板上并进行收集,还需要考虑安装泄放阀对收集的LNG进行泄放,不仅能够就地手动控制,考虑到人员安全,还应能进行远程操作,将泄漏的LNG引导回货舱内或直接排至船外。同时,考虑到高压LNG泄漏可能形成的喷射现象会对周围设备和甲板面造成极大的损害,需要对高压泵组形成封闭式设计,并设置温度传感器,以便及早发现LNG泄漏。

再气化系统中LNG段的温度维持在-162°C左右,这样的超低温条件下要求管材具有良好的低温韧性。铝合金、不锈钢和9%镍钢均具有良好的超低温韧性,是目前LNG领域广泛应用的三类低温金属材料。但铝合金因其线膨胀系数偏高、强度偏低,导热应力偏大、壁厚太厚,应用越来越少;不锈钢具有优良的耐腐蚀性能,且生产技术成熟,目前应用最为普遍;9%镍钢以其良好的综合性能在LNG工业中的应用增长快速增长两者具体的材料特性对比见表1。

表1:低温管材特性

项目

奥氏体不锈钢

9%。镍钢

密度/(kg/m3)

8000

7860

LNG温区内收缩量/(mm/m)

2.8

线膨胀系数/K-1

16.6x10-6

9.5x10-6

热传导率/[W/(mK)]

15

28.5

杨氏模量/CPa

200

186

最低屈服强度

203

515

最低拉伸强度

514

690

综合两者材料性能对比,9%镍钢具有强度高、韧性好、线膨胀系数低,在LNG长距离输送管线中使用该材料可以大大降低钢材用量,且管道在低温条件下的收缩量相对较小,需采取的补偿措施有限。而不锈钢材料的耐腐蚀性好、韧性好、塑性以及焊接性能较优,在LNG低温管道的应用也较为成熟.LNG-FSRU再气化系统的LNG输送段长度有限,且部分管道布置于甲板面上对耐腐蚀性要求相对较高,综合以上低温管材选择奥氏体不锈钢较为合适。

系统的数学模拟是ca88手机版厂对热力系统分析的基本方法之一,即系统的模型化与计算机求解。系统模拟的目的是通过对各子系统或单元模拟的研究,按照系统结构上的特点,推测系统的整体特性。过程系统模型、物性数据和热力学模型、解算方法是系统模拟的三要素。过程系统模型是指描述过程系统性能的数学模型,主要包括组成系统的各个单元操作,以及连接单元操作的物质流和能量流;物性数据和热力学模型分别是为了应对物料组分的变化和计算特定温度和压力下物料的物性;解算方法是对建立好的模型进行求解,主要包括序贯模块法、联立方程法和联立模块法。

再气化系统中,LNG经历复杂的热力学过程,各物流点都会涉及到流量、压力、温度、焓、熵以及其他一些热力学参数的变化。在多个设备中,都要进行主要物性参数的计算,均涉及到热力学方法的选择。因此,热力学方法的选择关系到整个模拟运算的准确与否,ca88手机版厂选择合适的热力学方法是进行有效流程模拟的前提。LNG为多组分烃类混合物,它的热物性计算基于一定状态方程,得出LNG各组分的相平衡计算和焓、熵值,并应用一定的混合规则计算得出。 


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点击次数:  更新时间:2018-02-27 09:05:55  【打印此页】  【关闭