Організаційний комітет конференції




НазваниеОрганізаційний комітет конференції
страница8/17
Дата26.10.2012
Размер1.83 Mb.
ТипДокументы
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17

LNG CARGO TANKS ROLLOVER

Yamaletdinova A.A., Institute of power resources transport


LNG is a natural gas that has been liquefied by being cooled to approximately –160°C (–20°F). LNG takes 1/600 volume of Natural Gas, making it practical to transport by ship. Liquefied Methane held at atmospheric pressure in 4-6 heavily insulated tanks with inter-barrier spaces [1].

Gas carriers are generally of two different kinds:

  • Membrane tanks;

  • Independent tanks.

The essential difference between the types is that the membrane vessels are constructed directly in the inner hull of the ship. Whereas the independent tanks are supported by vessel stools, saddles or skirts in the inner bottom of the ship.

Membrane tanks are of four different types, three designed by GTT (Gaz Transport & Technigaz) and one is the KOGAS membrane system. The various systems are:

  • GT 96;

  • TG Mk III;

  • CS 1;

  • KC 1.

Independent tanks are of three different types:

  • Type A independent tanks are designed using recognized standards of classical ship structure analysis and shipbuilding practice. These are usually found on larger LPG vessels.

  • Type B independent tanks are designed using model tests and refined analytical tools and analysis methods to determine stress levels and fatigue life. Moss and IHI SPB tanks mainly used on LNG.

  • Type C independent tanks are designed using recognized pressure vessel codes and standards. Used for all types of LPG carriers up to about 30000m3 and now LNG [2].

LNG boils in the tanks at –159°C producing methane vapor. Latent heat of evaporation cools the remaining cargo in the tank.

LNG ships use “Deepwell” pumps: one cargo pump in each cargo tank [3]. On completion of discharge a “heel” of gas is left in the bottom of the cargo tank. This heel evaporates on passage and the cold gas keeps the tank at cryogenic temperature. The gas is normally burnt in the ships boilers to produce steam for the turbines. If the gas is not taken out of the tanks, the pressure increases and the cargo warms up as it is not evaporating. If the gas is withdrawn the cargo cools down and the tank remains in a safe condition for loading [4].

A major problem that can be experienced with LNG tankers is called “Rollover”. During the long storage trips the liquid next to the tank walls warms slightly, becomes less dense and rises to the top, where it evaporates. Since light gases evaporate first, the liquid in the top layer tends to become denser and it goes down. So fluid circulation is formed. At the same time the liquid in the lower layer gains heat through the floor and walls of the tank with a convection flow similar to the top layer. But because of the hydrostatic pressure of the upper layer the rising liquid does not evaporate but superheats. So the lower layer becomes warmer and less dense. When 2 layers approach the same density, the interface between the two becomes unstable and mixes rapidly. When it occurs, the liquid from the lower superheated layer gives off a large amount of vapor , that is many times higher than the usual boil-off rate [5].

Rollover can result in boil off rates ten times greater than normal, causing over pressurization, the lifting of relief valves and the release to atmosphere of considerable quantities of vapors.

In order to prevent such an ecological catastrophe there is a need to mix the stratified layers of the LNG by the deepwell pumps, and, particularly, to do it in time. To define estimated time of rollover, the trends of basic physical characteristics changing during the LNG storage were identified, heat transfer and boil-off rate calculations were provided and, finally, the mathematical model and the computer program of the stratification process in LNG refrigerated storage tank with 2 layers of non-identical physical properties were created.


LITERATURE

  1. Curt B. Marine transportation of LNG / Intertanko Conference. – Qatar. – 2004. – 30 p.

  2. Venner F.J. Bureau Veritas and Gas Carriers / Bureau Veritas gas tanker Seminar, September 20. - Hamburg. – 2007. – 48 p.

  3. HYUNDAI-JC Carter-Snecma LNG Marine pumps. – 7 p.

  4. Shammazov A.M., Teregulov R.K., Mastobaev B.N., Korobkov G.E. LNG production, storage and transportation // Nedra. – Saint-Petersburg. – 2007 – 152 p.

  5. Yamaletdinova A.A., Elizarieva N.L., Rachimov V.O. Mathematical modeling of the stratification process in LNG storage // Society: Problems and Ways of Solutions,collected papers. – Ufa, USPTU. – 2010. – № 27. – 1 p.



АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА

Елизарьева Н.Л., Рахимов В.О.,

Коробков Г.Е., УГНТУ, г.Уфа


Природный газ является одним из основных источников энергии, на сегодняшний день его доля в мировом энергобалансе составляет 21%. Эксперты Международного энергетического агентства прогнозируют, что к 2035 году потребление газа возрастет более чем в 2 раза, причем спрос на него будет расти быстрее, чем на нефть и уголь, что приведет к его увеличению доли его потребления в мировой энергетике до 25% [1].

В настоящее время основным видом транспорта природного газа является трубопроводный транспорт. В то же время сооружение газопроводов в ряде случаев может быть крайне нерентабельно.

Возможным решением проблемы является сжижение природного газа, которое может осуществляться путем повышения давления (в этом случае газ называют сжатым или компримированным) или понижения температуры (сжиженный природный газ). По сравнению со сжатым сжиженный природный газ имеет ряд преимуществ, главным из которых является безопасность его хранения, так как давление в изотермическом резервуаре СПГ ненамного превышает атмосферное, при этом температура хранимого продукта составляет –1600С. При сжижении объем газа уменьшается в 600 раз, что позволяет сократить затраты на транспортировку и хранение [2].

В то же время низкая температура эксплуатации объектов инфраструктуры СПГ вызывает изменения в свойствах металлов: значительно увеличивается прочность при одновременном снижении вязкости и пластичности. Также возможно повышение склонности к хрупкому разрушению. Данный вид разрушения является крайне нежелательным, так как скорость распространения трещины при этом составляет 0,4 от скорости звука в металле (примерно 2∙103 м/с), кроме того нарастание трещины не требует больших затрат энергии, т.е фактически является самопроизвольным процессом. Таким образом, одним из важнейших свойств металлов, контактирующих с низкотемпературным продуктом, является хладноломкость [3,4].

Целью данной работы было определение режимов эксплуатации различных хранилищ сжиженного природного газа, выявление условий возникновения хрупких трещин.

В качестве расчетной модели нами был выбран вертикальный цилиндрический резервуар объемом 100000 м3 с рабочим избыточным давлением в паровом пространстве 20 кПа, сооруженный в рамках проекта “Сахалин-2”. Внутренняя оболочка выполнена из конструкционной криогенной стали 0Н9.

В ходе работы нами были определены режимы эксплуатации исследуемого объекта: уровень теплопритока и испарения для стационарных режимов эксплуатации, при выполнении сливо-наливных операций. Также было рассмотрено влияние характеристик продукта и различных внешних воздействий на скорость повышения давления в паровом пространстве.

Согласно проведенному анализу результатов теоретических и экспериментальных работ, посвященных данной проблеме, существует несколько основных факторов, повышающих риск возникновения хрупкой трещины. По результатам исследования была проведена оценка вероятности локального вязко-хрупкого перехода для исследуемого объекта. Кроме того, в работе приведена оценка увеличения риска возникновения локального вязко-хрупкого перехода при активизации сейсмических процессов

Расчет показал, что зоной наибольшего риска является область вокруг сварных швов в нижней части резервуара, следовательно, для предотвращения разрушения необходим тщательный контроль качества сварных швов, регулярная инспекция данной области с целью выявления зарождающихся трещин, также желательным является применение специальных методов сварки, позволяющих предотвратить попадание атомарного водорода в металл сварного шва.

Основной расчет был проведен при помощи метода конечных элементов, также была рассмотрена возможность использования вариационных методов.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Пенькова М.М. Природный газ. Метан / М.М. Пенькова, С.Ю. Пирогова. – М: Недра. – 2006. – 848 с.

2. Производство, хранение и транспорт сжиженного природного газа / А.М. Шаммазов, Р.К. Терегулов, Б.Н. Мастобаев, Г.Е. Коробков. – СПб: Недра. – 2007. – 152 с.

3. Солнцев Ю.П. Материалы для низких и криогенных температур: [энциклопедический справочник] / Ю.П. Солнцев, Б.С. Ермаков, О.И. Слепцов. – СПб: Химиздат. – 2008. – 768 с.

4. Материаловедение: учебник для высших технических учебных заведений / Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Б.Ф. Косолапов и др. // В 2-х т. – М.: Машиностроение, 1986.

5. Livingston G. и др. Минимизация риска воздействия криогенных веществ на установки СПГ // Нефтегазовые технологии. – 2009. – № 12. –C. 73-78.

6. Баррон Р.Ф. Криогенные системы / Р.Ф. Баррон. – М: Энергоатомиздат, 1989. – 408 с.

7. Розенштейн И.М. Особенности хрупкого разрушения стальных сварных резервуаров // Территория Нефтегаз. – 2008. – №9. – С. 30-35.

8. Болотин В.В. Механика многослойных конструкций / В.В. Болотин, Ю.Н. Новичков. – М: Машиностроение, 1980. – 375 с.


КОНДЕНСАЦИОННАЯ ОЧИСТКА НЕОНОГЕЛИЕВОЙ СМЕСИ ОТ АЗОТА ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ

Графов А. П., Васютинская Н.А., ОГАХ


В большинстве современных установок предварительной очистки неоногелиевой смеси используется принцип конденсации азота, содержащегося в этой смеси, при давлении, равном давлению в её источнике – ВРУ [1]. При этом в качестве хладагента может использоваться только жидкий азот. Минимальная концентрация азота в очищенной смеси 4…8% об. достигается в концевой ступени установки за счёт понижения температуры жидкого азота откачкой его паров водокольцевым вакуумным насосом. Очищенная неоногелиевая смесь сжимается компрессором и направляется в баллоны.

Более компактной и экономичной является установка, в которой конденсация азота, содержащегося в сырой неоногелиевой смеси, происходит при высоком давлении 5…15 МПа. В этом случае сырая неоногелиевая смесь сначала сжимается тем же компрессором, а затем, при высоком давлении подаётся в установку. Очищенная в установке неоногелиевая смесь направляется в баллоны. Относительно высокое давление смеси в аппаратах такой установки позволяет осуществить конденсацию азота из смеси при температуре более 78 К, что даёт возможность использовать здесь в качестве хладагентов все холодные продукты ВРУ. В случае использования в качестве хладагента жидкого азота то же значение концентрации азота в очищенной смеси 4…6% об. достигается в одной ступени очистки без использования откачки паров жидкого азота вакуумным насосом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бондаренко В.Л., Симоненко Ю.М. Криогенные технологии извлечения редких газов. – Одесса: ПО «Изд.центр», 2009. – 232 с.


ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ характеристики систем ПЕРВИЧНОГО ОБОГАЩЕНИЯ НЕОНОГЕЛИЕВОЙ СМЕСИ

Бондаренко В.Л., Дьяченко Т.В., ОГАХ


Концентраты легких инертных газов редких газов извлекают из атмосферного воздуха в виде побочных продуктов при получении больших количеств кислорода или азота. При этом ряд воздухоразделительных установок (ВРУ) не оснащен специальными аппаратами для первичного концентрирования (АПК) неоногелиевой смеси. Потенциал таких установок только в Украине составляет 60 тыс. нм3/год смеси Ne-He. Однако переработка низкопотенциального газового сырья традиционными методами затруднена из-за малого содержания в нем неона и гелия. Модернизация действующих ВРУ с целью введения в их схему АПК связана с технологическими ограничениями и не всегда отвечает интересам потребителей основных целевых продуктов (O2 и N2). Более перспективный путь – оснащение ВРУ внешними и относительно автономными системами обогащения.

На кафедре криогенной техники ОГАХ разработан внешний аппарат для повышения концентрации неоногелиевой смеси с 1…3% до 40…60% (Ne+He) [1]. Такой состав смеси допускает дальнейшее обогащение в промышленных дефлегматорах [2].

В состав созданной установки входит эффективная насадочная ректификационная колонна с трубчатым конденсатором. Для его охлаждения используется преимущественно отбросной кубовый продукт, содержащий >99,9% N2. Дополнительно в конденсатор подается внешний жидкий азот в количестве до 10% от суммарного расхода хладоносителя. Работа АПК обеспечивается за счет использования перепада давлений между нижней ректификационной колонной ВРУ (0,45…0,6 МПа) и уровнем окружающей средой. Расход смеси на входе составляет 200 нм3/ч.

Проведено сопоставление технико-экономических показателей двух вариантов включения АПК в технологический контур переработки неоногелиевой смеси (рис. 1):

1. Аппарат первичного обогащения не содержит вакуумной ступени и выдает смесь с концентрацией 60% Ne+He (см. левую часть рис. 1). Этот продукт затем перевозится на предприятие для концентрирования в дополнительном дефлегматоре при давлении 1,0 МПа и окончательной очистки в блоке адсорберов.

2. АПК содержит вторую вакуумную ступень и обеспечивает на выходе смесь с концентрацией 80…90% Ne+He (см. правую часть рис. 1). Обогащенный продукт перевозится в пункты централизованной переработки, обогащается и очищается по технологии, соответствующей п. 1.

На графиках (рис. 1) показаны удельные затраты транспортно-промышленного комплекса при различных давлениях в АПК.



Вариант 1

эксплуатационные расходы

транспортные затраты

Вариант 2

Рис. 1. Результаты расчетов удельных затрат на обогащение и очистку неоногелиевой смеси, (концентрация Ne+He в смеси для второго варианта обогащения 93%; расстояние перевозки сырья L = 1000 км)


Включение вакуумной ступени в состав установки (вариант 2) предполагает увеличение капитальных затрат на создание АПК на 10…20%. Однако за счет снижения транспортных издержек и эксплуатационных расходов на окончательную очистку суммарные затраты на переработку неоногелиевой смеси уменьшаются в 3…6 раз. При увеличении расстояния перевозки сырья L >1000 км доля транспортной составляющей в приведенных расходах будет увеличиваться из-за влияния объема бесполезно перевозимой примеси (N2) и эквивалентного количества оборотной тары.

ВЫВОДЫ:

1. Внедрение разработанных аппаратов для первичного обогащения неоногелиевой смеси на установках, не оборудованных узлами первичного обогащения, позволит увеличить выпуск неона и гелия на 10…15%.

2. Для удаленных источников сырья АПК должны включать дополнительную вакуумную ступень, использование которой позволяет снизить приведенные затраты на получение Ne-He-смеси в несколько раз.


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Новые технологии извлечения концентратов редких газов / В.Л. Бондаренко, Н.П. Лосяков, Ю.М. Симоненко и др. // Технические газы. – 2011. – № 1. – С. 42-52.

2. Бондаренко В.Л., Дьяченко Т.В., Симоненко Ю.М. Технологии обогащения Ne-He смеси в ступенчатых дефлегматорах // Химическое и нефтегазовое машиностроение.  2010. – № 5  С. 21-28.

1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17

Похожие:

Організаційний комітет конференції iconПрограма ІІ міжнародної науково-практичної інтернет-конференції Аграрна наука ХХІ століття
Відкриття конференції – директор навчально-наукового інституту економіки професор Запара Людмила Анатоліївна
Організаційний комітет конференції iconВісник містить матеріали березневої 2008 року наукової конференції Донецького відділення нтш. Доповіді І повідомлення присвячені проблемам літературознавства. Секція конференції працювала у Донецьку
Світі „пражан
Організаційний комітет конференції iconМатеріали ХVI i міжнародної науково-практичної конференції у двох частинах Ч. I харків 2009 ббк 73 І 57
...
Організаційний комітет конференції iconПлан роботи конференції 1 грудня 2004 р., середа 00-22. 00 Заїзд, розміщення учасників І гостей конференції у готелі
Основні підсумки документознавчих досліджень Всеросійського науково-дослідного інституту документознавства та архівної справи
Організаційний комітет конференції iconНаукове видання Матеріали ХVIII міжнародної науково-практичної конференції у чотирьох частинах Ч. IV харків 2010 ббк 73 І 57
...
Організаційний комітет конференції iconНаукове видання Тези доповідей ХIX міжнародної науково-практичної конференції у чотирьох частинах Ч. IV харків 2011 ббк 73 І 57
Співголови конференції: Патко Д. (Угорщина), Поп Е. (Румунія), Клаус Е. (Німеччина), Хамрол А. (Польща), Ілчев І. (Болгарія)
Організаційний комітет конференції iconТараса Шевченка Юридичний факультет Програм а Міжнародної науково-практичної конференції
Київського національного університету імені Тараса Шевченка; зустріч учасників конференції з організаційним комітетом
Організаційний комітет конференції iconДиректор Департаменту охорони здоров’я та соціальних питань Світлана Горбунова-Рубан
Організаційний розвиток ігс харкова: куди рухаємося та чого бракує (фото, відео)
Організаційний комітет конференції iconМодератор
У другій половині дня робота конференції продовжувалась у формі „Відкритий простір”. Під час роботи трьох сесій була організована...
Організаційний комітет конференції icon06-10 червня 2012 р. Севастополь, Крим, Україна Запрошення
Організатори конференції мають за честь запросити Вас до участі у Міжнародній науково-практичній конференції “Ольвійський форум-2012:...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница