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LNG低温储罐冷量损失在设计中的计算方法

2012-08-19张湘凤中海油山东化学工程有限责任公司济南250013

化工设计 2012年6期

张湘凤 郭 雷 姚 云 中海油山东化学工程有限责任公司 济南 250013

在液化天然气(LNG)的储运过程中,由于其低温特性及储罐绝热材料性能的局限性,外界环境会不可避免的向储罐内漏热,引起罐内LNG温度上升,其中的轻组分逐渐挥发成为蒸发气,气体不断增多,罐内压力逐渐升高,当压力达到安全阀值后,会自动开启安全阀排气。易燃气体排气既影响一定范围的安全,又会造成冷量损失,冷量损失即蒸发率的大小是储罐作为低温存储设备的重要性能参数之一,要延长LNG 在储罐内安全储存的时间,就应首先了解其蒸发规律。在对LNG 储罐蒸发率的理论研究和实验验证中[1-3]都曾详细讨论过蒸发率与罐内充装率的关系。即当储罐的初始充装率增大时,蒸发率减小,蒸发率增长速率也减小甚至为零。液相蒸发的同时,气相部分也不断冷凝,蒸发速率和冷凝速率相互作用,共同决定了储罐的有效蒸发率。液相蒸发主要因漏热,而气相冷凝主要因罐内压力升高,LNG的沸点升高,部分储液处于过冷状态,使部分气相又冷凝下来。但是在储罐设计时,表面积漏热和保温厚度的计算既要满足储罐低温存储的性能,又要使保温材料用量最少,在经济性上满足投资要求。因此,本文将详细阐述蒸发率(冷量损失)的计算方法。

1 计算方法

依据储罐内外温度差、保温材料性能、储罐主要结构参数,对漏热量进行量化,该漏热量导致LNG 气化的数量即为储罐的蒸发率。

1.1 漏热量计算

储罐的漏热量可根据计算公式:

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