【摘要】：近幾年國(guó)際液化天然氣(LNG)貿(mào)易市場(chǎng)持續(xù)高速發(fā)展,中國(guó)液化天然氣的進(jìn)口量也持續(xù)增長(zhǎng)。LNG接收站成為進(jìn)口和外輸?shù)闹行�。�?dāng)LNG從船艙輸送到接收站儲(chǔ)罐內(nèi)時(shí),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(shí),會(huì)帶來(lái)更加嚴(yán)重的后果,直接影響接收站的安全運(yùn)行。實(shí)際工程上接收站卸船臂管道的設(shè)計(jì)依賴(lài)于各種商業(yè)軟件的模擬計(jì)算,得到管道的設(shè)計(jì)參數(shù)和船艙內(nèi)壓力。商業(yè)軟件的模擬計(jì)算過(guò)程類(lèi)似處于黑箱子中,設(shè)計(jì)人員無(wú)法對(duì)其計(jì)算過(guò)程進(jìn)行了解和分析,并且軟件模擬計(jì)算會(huì)選擇更加保守的設(shè)計(jì)結(jié)果,給工程設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的浪費(fèi)。所以,本文主要利用特征線(xiàn)法(MOC)建立LNG卸船管道系統(tǒng)的計(jì)算模型,利用編寫(xiě)的程序數(shù)值計(jì)算在發(fā)生瞬變流時(shí)管道內(nèi)的壓力波動(dòng)情況,從而進(jìn)一步為設(shè)計(jì)人員提供LNG管道設(shè)計(jì)的理論依據(jù)。首先,利用文獻(xiàn)中壓力波動(dòng)的實(shí)驗(yàn)值驗(yàn)證特征線(xiàn)法計(jì)算LNG管道瞬變流的正確性和準(zhǔn)確性。其次,建立了泵-管道-儲(chǔ)罐計(jì)算模型,研究LNG卸船管道中閥門(mén)合理的啟閉規(guī)律。然后,以國(guó)內(nèi)正在籌建的舟山接收站二期工程的設(shè)計(jì)參數(shù)為依據(jù),驗(yàn)證工程中卸船管道的設(shè)計(jì)壓力和船艙內(nèi)過(guò)冷度的正確性和合理性。最后,針對(duì)現(xiàn)在的工程設(shè)計(jì)中的瞬變流防護(hù)措施,提出了兩種不同的穩(wěn)壓設(shè)計(jì),即卸料泵后安裝2/7s兩階段閥門(mén)和卸料泵后安裝穩(wěn)壓罐。結(jié)果表明,利用特征線(xiàn)法建立的計(jì)算模型可以準(zhǔn)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(mén)啟閉規(guī)律可以很好地降低壓力波動(dòng)的幅度。在發(fā)生停泵時(shí),如果同時(shí)控制多個(gè)兩階段關(guān)閉閥門(mén)的快速關(guān)閉時(shí)間一致,則管道內(nèi)壓力波動(dòng)會(huì)小很多;同時(shí),本文的計(jì)算結(jié)果在理論上驗(yàn)證了工程中管道的設(shè)計(jì)壓力和船艙內(nèi)過(guò)冷度選擇的合理性;最后,在卸料泵后安裝兩階段關(guān)閉閥門(mén)可以很好地降低管道增壓波幅度,最大壓力降低21%,但同時(shí)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(guò)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(fèi)又給管道輸送帶來(lái)安全隱患。卸料泵安裝穩(wěn)壓罐的設(shè)計(jì)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(chǔ)罐應(yīng)用,所以工程上可以采用該設(shè)計(jì)方法作為瞬變流的防護(hù)措施。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TE97;U653
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文通過(guò)低壓泵輸送到槽車(chē)進(jìn)行運(yùn)送。LNG 船卸船、儲(chǔ)罐儲(chǔ)存、低壓輸送以（BOG）處理等時(shí)接收站主要的處理流程。LNG 卸料臂連接卸料船與儲(chǔ)罐船系統(tǒng)包括一個(gè)液相總管用于卸料，一個(gè)氣相平衡管用于連接儲(chǔ)罐與船壓力，一個(gè)循環(huán)冷卻管路用于卸料之前的預(yù)冷卸料管路。一般卸料時(shí)間30 小時(shí)，3 條卸料臂同時(shí)工作。卸料臂的長(zhǎng)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(zhǎng)達(dá)一公里。卸料臂的配置根據(jù)不同地理?xiàng)l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(mén)突然關(guān)閉（假設(shè)關(guān)閉時(shí)間為零），緊靠閥門(mén)的微處壓力升高 H，后面的水流由于慣性繼續(xù)流動(dòng)。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(mén)后面的微元流體依次停止、壓縮，管波從閥門(mén)向水池傳播即為水擊波的傳播。水錘的實(shí)用，在閥門(mén)瞬間關(guān)閉情況下，繼續(xù)向前流動(dòng)壓縮流 a 表示。到水池時(shí)，管道中流動(dòng)介質(zhì)處于壓縮狀態(tài)，靜壓大口處微元流體會(huì)向水池流動(dòng)，靜壓轉(zhuǎn)換為動(dòng)壓，該壓力。該過(guò)程依次進(jìn)行。當(dāng)閥門(mén)處流體向水池流動(dòng)時(shí)流體繼續(xù)向水池流動(dòng)。此時(shí)閥門(mén)處微元流體由于慣狀態(tài)，壓力低于流動(dòng)時(shí)的靜壓，處于低壓狀態(tài)。管道若不考慮流動(dòng)中能量損失，則壓力波動(dòng)在管道中反

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2787228