LNG气化站关键设备与管道应力分析

发布时间：2017-12-09 19:17

  本文关键词：LNG气化站关键设备与管道应力分析

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【摘要】：我国城镇天然气供应由天然气管网和LNG气化站相互配合以解决城市燃气调峰和应急问题。LNG气化站通常建在城镇中,LNG是-162℃的低温液体,具有可燃性、扩散性,储存和运输LNG的设备或管道失效将引起LNG泄漏,造成火灾、爆炸等事故,危及工作人员的人身安全。因此,为了减少LNG气化站在投产运营后的安全隐患,本文针对LNG气化站关键设备与管道进行应力分析,主要开展了以下工作:(1)对LNG气化站直接压缩工艺流程及站场管道受力情况进行研究,包括站场关键设备与管道、管道所受的载荷、应力及其力学模型,分析LNG气化站关键设备与管道应力分析的特点,确定LNG气化站站场管道应力和压缩机管口的校核标准。(2)根据站场实际情况确定LNG储罐出口管道所受的约束与边界条件,采用CAESAR Ⅱ软件建立管道模型,对管道中的法兰进行校核,优化管线防止法兰泄漏,分析安装、试压、预冷、运行等常规工况下管道应力与位移分布特点,确定应重点校核的工况和应力危险截面,并研究补偿器类型、补偿器安装位置与尺寸、LNG密度、管道压力、低温应力等因素对应力的影响。(3)研究BOG压缩机管道系统特点与振动原因,从管内流体引起的压力脉动出发,基于平面波动理论对压力脉动和不平衡激振力进行计算,并编制压力脉动和不平衡激振力辅助计算程序。建立BOG压缩机管道系统的数值模型,通过静力分析研究压缩机进口管道、压缩机出口管道、吸气主管及排气主管应力及位移的分布特点,确定需重点关注的管道,并校核压缩机管口受力。(4)对BOG压缩机管道系统进行谐波分析与模态分析,研究压力脉动和管系机械固有频率对压缩机管道系统应力的影响,对比单台压缩机和双台压缩机运行时管道的应力分布情况,并研究支架间距、支点地基沉降、管道压力、弯管角度等因素对应力及压力脉动的影响。(5)对LNG气化站关键设备与管道提出应力降低措施,主要包括添加约束、设置弹簧支吊架与冷紧单元、增设膨胀节与缓冲器等方面。并提出了应力变化系数的概念作为衡量管道应力降低效果的参数。目前国内外针对LNG气化站关键设备与管道应力分析所做的研究较少,本文的研究方法、所得认识与结论能为LNG气化站站场管道的精细化设计提供参考,压力脉动对BOG压缩机管道系统的影响研究及辅助计算程序也可用于其他含BOG压缩机站场的应力分析中。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE97

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本文编号：1271542