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液化天然气运输中翻滚现象及预防引言目前,国际石油价格仍处于高位,各国将能源消费纷纷转向自然气,不少国家准备大量进口自然气因此,对自然气的海上运输工具-液化自然气(LNG)船的需求量将显著增加,对液化自然气船舶管理的要求也越来越高自然气液态储存是将经过脱水、脱烧和脱酸等净化处理的自然气,在常压下通过制冷降温至左右进行液态储存液态储存自然气可以将自然-162C气的体积缩小多倍在充注和储存过程中,由于其中组分密度的6001LNG不同,就有可能显现翻滚(rollover现象发生翻滚现象时,依据现有装备力量,应当可以将汽化气输出,而现实上,由于这种汽化是在瞬间产生的,并且量极大,很难将其按时排出,这样就会造成储罐瞬间超压,对装备造成损害,影响其运用寿命所以,预防翻滚现象的发生,对保障船舶安全营运具有很大的意义翻滚现象及产生的原因1翻滚现象分析及分类
1.1翻滚现象是指两层不同密度的在储罐内快速上下翻动混合,瞬间LNG产生大量的汽化气的现象在发生翻滚现象时,罐内的汽化量为平常LNG自然蒸发量的倍,这样将会导致储罐内的气压快速上升并超过设定10〜50的安全压力,使储罐显现超压现象假如不按时通过安全释放阀排放,就有可能造成贮槽的机械损伤,对装备造成损坏,同时大量排放蒸发气,不仅造成经济上的损失,对环境也造成污染2一般的组分为氮气、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊LNG烷、异戊烷因产地不同,其成分可能略有改变翻滚从现象来看分成两类
①LNG贮罐在长期贮存中,因其中较轻的组分(主要是和)优先蒸发,而自发形成翻滚现象
②贮罐中N2CH4LNG原来留有液化自然气,在充装密度不同、温度不同的新一段时同(几LNG个小时甚至几十天)后,突然产生翻滚的现象3〜4翻滚是一种热不稳定性现象,这种热不稳定性是由密度改变引起的,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“泯旋混合”分层界面的破坏首先显现在流淌边界层,由于此处的流淌最为活泼,但是由于边界层流淌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淌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淌,由于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,的翻滚事实上是一种猛烈蒸发的过程在储罐中,密度LNG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显现明显的分层现象时,由于上层静压的抑制作用,使得外界传LNG LNG人的热量无法通过下层的液体的蒸发而散失,导致下层处于过LNG LNG饱和状态,下层液体就会温度上升,少量的就会首先汽化,破坏两层液N2体的界面,使得储罐内显现扰动,也就是翻滚现象假如储罐内上层LNG的密度大于下层,下层突然上升,导致边界层破坏,液体挥发,LNG LNG产生猛烈扰动,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
1.2储罐内由于各组分密度不同,导致密度大的组分在下,密度1LNG小的组分在上,密度差会形成分层,有时即使仅差也会分层,而分lkg/m3层是引发翻滚的第一步有关资料介绍,假如储罐内有两层,当其密LNG度差为时,存放后就会产生翻滚现象
6.9kg/m372h1进储罐的温度有微小改变,引起的密度稍有改变,温度2LNG LNG高的密度较小,温度低的密度较大,密度小的液体上浮,密度LNG LNG大的液体在下,产生分层的现象一般的,当温差为时,存放
0.79K72h后将产生翻滚现象由于不同阶段添加的的组分不同,导致新日的两层液3LNG LNG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,猛烈的扰动就是翻滚现象翻滚现象的预防2分层的检测
2.1LNG由于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实行以下方法检测分层情况LNG LNG沿储罐高度设置测温点,间距可为左右,一般当温差1LNG
2.8m高达左右时,就有可能显现翻滚现象这时为防止翻滚事故,就应当-14C对储罐进行冷却监测新灌入的与储罐内盈余的密度差,也可以通过两2LNG LNG者的热值差来监测假如差值较大,应考虑显现翻滚的可能性一般当密度差达时,就要引起留意,应当采纳进行循环的方法来消退密度差5kg/m3监测的蒸发速度分层会抑制的蒸发速度,使得3LNG LNG LNG显现翻滚前的蒸发速度比通常情况下的蒸发速度低采纳压力表监测罐内压力时,大气压的改变会影响对蒸发速度时监测,可以采纳肯定压力监LNG测或记录大气压的改变分层和翻滚的预防
2.2LNG依据翻滚产生的机理,可以实行以下方法防止分层和翻滚:LNG分别贮存这是防止分层的较好方法,即将密度不同的储存1LNG于不同的储罐中但这需要多个储罐,使营运不仅经济,而且操作便利充足搅拌全部灌入储罐的消退密度差,防止的分层2LNG,LNG一般采纳循环泵进行循环即用泵由储罐下部到上部打回流的方法来LNG使储罐中的组分充足混合掌握灌入储罐组成成分的密度改变范围,尽可能减小组分的3LNG密度差对于大型储罐,充足搅和比拟困难一旦发生翻滚,汽化LNG LNG后的大量自然气难以按时通过安全释放阀排放为了防止发惹事故,设置安全释放阀、放散火炬、回收压缩系统等,防止蒸发、翻滚造成储罐超LNG压一般同时采纳上述两个措施,并且尽量使一个储罐仅用来储存同一产地的掌握其组分的改变范围,从而防止的翻滚现象一般灌入储罐LNG,LNG的的密度差尽量掌握在以内LNG15kg/m3选择正确的充注方法依据需要装载的与货舱内原有的4LNG 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将密度小的充注到LNG密度大的货舱中时,应当采纳底部充注的方法
③将密度大的充LNG LNG注到密度小的货舱中时,应当采纳顶部充注的方法
④采纳多孔管充LNG注多孔管即在充液管上开有肯定数目的小孔,运用多孔管充注可使充注的新和原有的充足混合,从而壁面分层LNG LNG依据经验,为了防止分层现象,在液化过程中,应留意分析进料自然气组分,不要有较大的密度差(密度差应尽量小于)否则实行15kg/m3o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LNG进液过程中,选择将温度较低的从罐顶部灌入将温度较高的LNG LNG从罐底部灌入,使充液过程也成为不同密度的混合的过程,从而防止LNG分层,防止翻滚现象的产生LNG结束语3罐船营运实践说明,在货舱内因液体组分的密度不同,造成LNG LNG的猛烈混合蒸发,即“翻滚”的非稳性现象发生翻滚时,伴随LNGLNG大量蒸发,舱内压力快速上升,对船舶的安全产生很大的威逼假如LNG在发生翻滚现象时将储罐的安全释放阀打开,就会造成大量自然气放空,污染环境,影响船营运的经济性因此对翻滚现象必需引起充足重视,LNG实行主动有效的方法加以防范。