LNG低温管道预冷过程数值模拟.pdf

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1、低温与超导低温技术Cryo．＆Supemond第42卷第9期CryogenicsVo1．42No．9LNG低温管道预冷过程数值模拟严俊伟，李兆慈，赵多(中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程实验室／城市油气榆配技术北京市重点实验室，北京1022oo)摘要：针对LNG接收站直径1016mm的卸船管线，基于Fluent模拟软件建立了管道BOG和LNG预冷过程管内流动和管道温度的数值计算模型，计算并分析了BOG预冷过程的管道温度变化规律，得到安全预冷速率下BOG流速；数值模拟了LNG预冷阶段管内介质流动情况和管道的温度分布，发现管道断面顶部和底部存在温差。研究结果对管道预冷方案的制定和操

2、作具有参考作用。关键词：液化天然气；低温管道；预冷；数值模拟NumericalsimulationofLNGcryogenicpipeprecoolingprocessYanJunwei，LiZhaoci，ZhaoDuo(NationalEngineeringLaboratoryforPipelineSafety／BeijingKeyLaboratoryofUrbanOilandGasDistributionTechnology，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102200，China)Abstract：Thenumericalmodelsofflow

3、andthetemperatureoftheunloadingshippipelinewithdiameterof1016mminLNGreceivingstationforBOGandLNGprecoolingprocesswereestablished．ThepipelinetemperaturevariationruleofBOGprecoo—lingprocesswasanalyzed，andthemaximumBOGvelocityunderthesafetyprecoolingratewasacquired．Theflowinthepipeandthetemperatured

4、istributionofthepipeinLNGprecoolingprocesswerenumericalcalculatedandthetemperaturedifferencebetweenthetopandbottomwasanalyzed．Theresearchresultwillprovideareferenceofpipepreoolingschemeformulationandoperation．Keywords：LNG，Cryogenicpipe，Preeooling，Numericalsimulation1前言究_o；YuanKun等研究了低流速下和重力条件下的液氮

5、在水平管道的预冷过程H。虽然这些研由于LNG是低温液体，如果突然流入常温管究的流动介质为液氢和液氮，但对LNG管道预冷道，管道会迅速地收缩。管道底部与低温的LNG数值计算有参考作用。余红梅等利用气液同速推直接接触，而项部温度较高，导致管道产生“香蕉进的分层流动模型，采用有限差分法求解了甲烷效应”。为了防止管道冷收缩和热应力破坏，低液体预冷水平管道过程中管道温度的分布情温管道投入使用时需经过预冷，冷却必须慢慢的况J。本文拟利用Fluent软件，建立数值计算模进行。首先用冷的蒸汽在管路中循环，使管路达型，模拟BOG和LNG预冷过程中管内的流动过到一95～一118oC范围内。方可直接输送LNG

6、。程，研究管道及保冷层温度分布规律。对于低温流体的流动、相变和传热，国内外学者做了较多的研究。国内一些学者对液氮、液氢2低温管道结构的低温管道的稳态或充注瞬间的流动和传热过程进行了理论和数值模拟研究叫。任德鹏等通过以国内LNG接收站卸船管线为例，取直径建立一维模型，对水平液氢加注管的预冷过程进~b1016×12mm管长10m的水平直管段为研究对行了数值计算；LiaoJun等采用准稳态分层流象。管道结构简化为由钢管和保冷层组成，管道动的模型对水平管道的低温预冷过程进行了研钢管的材质为0Crl8Ni9，导热系数为11．8W／(nl投稿日期：2014—07—18基金项目：中国石油大学(北京)青

7、年教师专项培养基金项目(KYJJ2012一o4—01)资助。作者简介：严俊伟(1989一)，男，硕士生，从事液化天然气技术研究。