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LNG的密度计算
LNG的密度主要取决于LNG的组分,通常为430~470kg/m3,甲烷古量越高,则密度越小;另外密度还是温度的函数,若温度越高,则密度越小,/(m3·℃)。7 H3 Y9 g! H& V* ^6 w
得到LNG的密度的方法有二:
(1)直接测量
(2)通过气体色谱仪分析的组分结果来计算密度。这是最常采用的方法。
利用甲烷具有吸收红外光波的特性,可以精确测量甲烷的密度,测试理论是交替地发射两种射线,一种是甲烷能吸收的光线,波长为1A;另一种是甲烷不能吸收的光线,波长为2A,但该光线能通过气体。因为只有1A的射线能杖甲烷吸收,测出lA和2A射线的强度差,就可以计算出甲烷的密度。3 m O+ h' r4 [; \$ k
这种测试方法具有以下优点:
①射线不是引火源,因此能安全测量易燃气体的密度;
②甲烷能吸收红外线,其他气体的出现却几乎没有影响,因此测量准确,%;
③通过改变射线源振荡的渡长,能测量其他气体的密度。
液化天然气运输中的翻滚现象及预防
目前,国际石油价格仍处于高位,各国将能源消费纷纷转向天然气,不少国家准备大量进口天然气。因此,对天然气的海上运输工具--液化天然气(LNG)船的需求量将显著增加,对液化天然气船舶管理的要求也越来越高。天然气液态储存是将经过脱水、脱烃和脱酸等净化处理的天然气,在常压下通过制冷降温至-162℃左右进行液态储存。液态储存天然气可以将天然气的体积缩小600多倍。【1】LNG在充注和储存过程中,由于其中组分密度的不同,就有可能出现翻滚(rollover现象。发生翻滚现象时,根据现有设备能力,应该可以将汽化气输出,而事实上,由于这种汽化是在瞬间产生的,并且量极大,很难将其及时排出,这样就会造成储罐瞬间超压,对设备造成损害,影响其使用寿命。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。
1 翻滚现象及产生的原因
翻滚现象分析及分类
翻滚现象是指两层不同密度的LNG在储罐内迅速上下翻动混合,瞬间产生大量的汽化气的现象。在发生翻滚现象时,罐内LNG的汽化量为平时自然蒸发量的10~50倍,这样将会导致储罐内的气压迅速上升并超过设定的安全压力,使储罐出现超压现象。如果不及时通过安全释放阀排放,就有可能造成贮槽的机械损伤,对设备造成损坏,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LNG的组分为氮气、甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷。因产地不同,其成分可能略有变化。
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N2和CH4)优先蒸发,而自发形成翻滚现象。②LNG贮罐中原来留有液化天然气,在充装密度不同、温度不同的新LNG一段时同(几个小时甚至几十天)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变化引起的,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“涡旋混合”。分层界面的破坏首先出现在流动边界层,因为此处的流动最为活跃,但是由于边界层流动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动边界层内。除边界层穿透破坏之外,上层液体的射流作用也会