用蒸发气充填液化天然气球形储罐隔热层的传热计算
最新LNG液化天然气储罐蒸发率的试验和计算
L N G液化天然气储罐蒸发率的试验和计算液化天然气储罐蒸发率的试验和计算摘要：介绍了LNG储罐的一项重要技术参数——储罐蒸发率的定义及标准，并根据实际的操作情况，通过试验和计算2种方法对储罐蒸发率进行了测试和研究。
关键词：液化天然气储罐；蒸发率；静态蒸发率；试验；计算液化天然气简称LNG(Liquefied Natural Gas)，是天然气的液态形式。
它充分利用了天然气在常压和-162℃下液化后，体积可缩小到气态时的1/600这一性质，为天然气的高效输送提供了新的途径，也扩大了天然气的利用领域。
在液化天然气(LNG)工业链中，其储存是一个关键环节，液化后的天然气都要储存在站内储罐或储槽中。
在卫星型液化站和LNG接收站，都有一定数量和不同规模的储罐或储槽。
LNG槽船、槽车、罐式集装箱是主要的运输工具。
天然气是易燃易爆的燃料，而LNG的储存温度很低，因此对其储存设备的安全、高效有严格要求。
随着LNG技术在我国的发展，国内许多相关设备制造厂和科研单位在LNG 储罐的设计和制造中积累了丰富的经验。
但是相关标准没有给出LNG储罐蒸发率的上限，文中介绍了对其试验和计算进行分析的结果。
1、LNG储罐静态蒸发率LNG储罐的主要性能指标有静态蒸发率、封结真空度、真空夹层漏率、真空夹层放气速率及真空夹层漏放气速率等。
储罐静态蒸发率能较为直观的反映储罐在使用时的保冷性能。
其定义为低温绝热压力容器在装有大于有效体积1/2低温液体时，静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的低温液体质量和容器有效体积下低温液体质量的百分比，换算为标准环境下(20℃，101325Pa)的蒸发率值。
LNG储罐因用途、规模及地形等原因，选择的结构形式、绝热方式各不相同，对储罐蒸发率的要求也有不同。
以中小城市LNG城市卫星站大多采用的50m3及100m3带压LNG储罐为例，文献[1]和[2]对其静态蒸发率的要求见表1。
储罐蒸发率的性能指标可以通过测试(试验法)得到，也可在实际运行中根据运行数据计算(工况计算法)求得。
消防水罐等水罐的冬季伴热计算
一、蒸汽外伴热计算储罐的总散热有三部分组成，分别为罐壁散热、罐顶散热和罐底散热。
在理论上，只要保证冬季时供热量满足储罐的总散热量，维持罐内温度即可，一般不考虑储罐介质的温升过程。
储罐总散热量Q计算：罐壁散热量计算：(1) 储罐罐壁传热系数计算：其中K tw，为储罐罐壁传热系数，W/ (m2·℃)。
为保温隔热层表面至周围空气给热系数，W/(m2·℃)。
w为当地冬季平均风速，m/s。
值可以参考《给水排水设计手册 第01册 常用资料》7.3章节数据。
为设备外壁至保温隔热层内侧空隙间空气的给热系数，W/(m2·℃)。
一般取11.62~13.95W/(m2·℃) [1]。
为保温隔热层厚度，m。
为保温隔热层的导热系数，W/ (m·℃)。
在材料导热系数未知时，取值可以参照《石油化工设备和管道绝热工程设计规范》（SH/T 3010-2013）表6.1.4。
(2) 储罐最高液位以下的罐壁面积A tw计算：其中，A tw为储罐罐壁面积，m2。
D为储罐直径，m。
H1为最高液位高度，m。
(3) 罐壁传热温差计算：其中， 为罐壁传热温差，℃。
为储罐的外壁温度，近似等于储罐内介质最低维持温度 ，℃。
一般取5℃或10℃。
为周围环境温度，℃，一般取当地最冷月平均气温。
值可以参考《给水排水设计手册 第01册 常用资料》7.3章节数据。
(4) 罐壁散热量 。
其中， 为罐壁散热量，W。
罐顶散热量 计算：(1) 储罐罐顶传热系数 计算：储罐罐顶传热系数 计算可以取经验值。
根据《油品储运设计手册》（石油工业出版社）表5-5-6，当介质表面温度小于40℃， 为1.2W/(m2·℃)。
故在工程计算中，可以粗略取值为1.2W/(m2·℃)。
(2) 储罐最高液位以上的罐壁面积与拱顶面积之和 计算：其中， 为储罐罐顶面积，m2。
D为储罐直径，m。
H为罐壁高度，m。
H1为最高液位高度，m。
LNG系统BOG计算
液化天然气BOG的计算方法与处理工艺燃气安全网 2013-06-14 阅读：10585摘要：介绍了液化天然气BOG(BoilOffGas，蒸发气)的产生原因，以及不同条件下BOG量的计算方法,以及直接压缩和再冷凝两种BOG处理工艺，利用伯努利方程定量地对两种处理工艺的能耗进行对比，并进行实例验算。
结果表明：在相同工况下，再冷凝工艺比直接压缩工艺节能，且处理的BOG量越大、LNG储罐储存压力越低﹑外输管网压力越高，再冷凝工艺的节能效果越明显。
得出结论：再冷凝工艺适合于大型LNG接收站处理BOG，而直接压缩工艺适合于小型LNG卫星站处理BOG。
关键词：液化天然气;BOG;计算方法;处理工艺;直接压缩;再冷凝最近10年，我国沿海一带已建和在建LNG接收站达22个。
LNG接收站接收由LNG 船舶从LNG产地运输而来的LNG并储存于LNG大型储罐中，再由LNG气化器将LNG气化为气态天然气进入天然气管网。
LNG卫星站作为小型接收站，具有投资成本低、规模小、适合LNG 槽车运输的优势，可使天然气管网尚未覆盖的地区提前用上天然气，为培育天然气市场创造了条件;在天然气管网建设完善后，LNG卫星站又可作为天然气管网调峰和事故应急的备用气源[1]。
在卸船或卸车时，LNG进入储罐导致罐内介质体积变化，同时由于环境温度及LNG 进液泵运行等外界能量的输入，罐内产生大量BOG(BoilOffGas，蒸发气)气体[2]。
为了保证LNG储罐压力在安全范围之内，必须将过量的BOG气体处理掉。
如何处理BOG气体，成为LNG接收站或LNG卫星站的关键工艺。
1 BOG的计算方法[2]大连LNG接收站拥有3台LNG立式储罐，容积16×104m3，最高工作压力129kPa，以该站为例，进行LNG接收站日产生BOG的质量计算。
山东淄博LNG卫星站是我国最大的LNG卫星站，设有10个100m3立式储罐，最高工作压力0.5MPa，以该站为例，进行LNG卫星站日产生BOG的质量计算。
LNG球形贮罐绝热计算
表１支撑构件的规格及导热系数 Ｔａｂ．１ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ
ｓｕｐｐｏｒｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
Ｔａｂ．２
的增加而降低，但当密度增加超过最低热导率的
密度值以后，随着密度的增加，热导率反而增大。
这是因为密度的增加消弱了辐射热流，但固体导热
的影响却随密度的增大而增大。另外，绝热材料所 传递的大部分热量是由孔隙中的气体传导的，因而
绝热材料的热传导在很大程度上依赖于气体的种
类，绝热材料孔隙中的气体的热导率越大，它的平
ｔｉｏｎ ｂｏｄｙ
球罐内ＬＮＧ的蒸发率为０．１０％，其值小于近似理
论计算所得到的值。显然近似理论计算将外圆筒
形罐按最小间距简化成球罐计算得到的传热量偏
大，有限元结果更为准确地反映贮罐的实际传热
量。在内外罐结构不一致，理论计算较为困难的
情况下，有限元方法具有简便、有效的特点。
５结语
（１）有限元方法可用于内球外圆筒等异形贮 罐绝热体热流量的计算，同时可获得绝热体内部 温度场的分布，是一种更为有效精确的计算方法。 （２）有限元计算未将管路及支撑构件考虑在内， 这是不足，需要完善。（３）随着绝热材料的出气 以及夹层内压力变化而引起的绝热体表观导热率
理论计算得到绝热体的总传热量比较困难，但可
以进行近似计算，即将外罐简化成与内球体间距
为ｌ ｌＯＯｍｍ的外球体。计算可知贮罐内球体的表
面积为６３７ｍ２，简化的外球体的表面积为８５１ｍ２，
按同心球体结构计算得到平均表面积为７３６．
液化天然气储罐蒸发率的试验和计算
发率的要求也有不同。
以中小城市LNG城市卫星站大多采用的50m3及100m3带压LNG 储罐为例，文献[1]和[2]对其静态蒸发率的要求见表1。
储罐蒸发率的性能指标可以通过测试(试验法)得到，也可在实际运行中根据运行数据计算(工况计算法)求得。
2、试验研究城市LNG气化站储罐蒸发率的试验通常在液氮预冷后、LNG进液前进行。
这样可充分利用预冷与保冷阶段的液氮，节省投资。
另外，在LNG进液前对储罐的保冷性能有充分地了解，可以减少运营后因储罐问题带来的负面影响，保证气化站正常的生产运营。
文中以江苏省姜堰市天然气有限公司LNG气化站内1#储罐的静态蒸发率试验为例作一介绍。
2.1试验方法按照文献[3]，LNG储罐静态蒸发率测量的试验方法主要规定如下：(1)试验仪器所用计量器具必须经过计量部门检定合格，并在有效期内；湿式气体流量计或质量流量计的测量不确定度≤2%；温度计的测量误差≤0.1℃；气压计的测量误差≤150Pa(2)测量程序①几何体积的测定按GB/T18443.1进行，有效体积根据几何体积计算；②低温液体充装量应为50%以上，静置时间不少于48h；③打开与流量计相连的气体蒸发出口管道阀门，同时关闭各气、液管道上其他阀门，当内容器表压力为零时，连接流量计；④观察蒸发气体流量稳定后，每个一定时间记录一次流量计示值，按时记录环境温度、大气压力、流量计入口温度；⑤稳定连续测量不少于24h。
2.2实例测试测试实例：姜堰天然气公司LNG气化站1#储罐，体积为50m3，结构型式为立式圆筒形带压罐，绝热形式为真空粉末。
(1)测试前的准备测试前已向LNG储罐内充装液氮约22t(27m3)，符合标准充装量大于50％的规定。
充装完毕后，将该储罐气相管路上的阀门完全打开，储罐内的压力基本降至零压(约600Pa)。
液氮的静置时间为106h，超过了国家标准所要求的48h。
(2)测试仪器及装置测试采用的仪器有：湿式流量计型号SB，精度2%；玻璃棒温度计型号WBG，精度±0.2℃；秒表精度1S；大气压表型号DYM-3。
储罐加热器计算
储罐加热器计算（蒸汽加热35℃~40℃，48h）=================================================================日期2009-10-22 时间11:02:14数据输入部分油品加热起始温度：35 ℃油品加热终了温度：40 ℃油品加热时间：48 h20℃时油品相对密度：0.850油品50℃时粘度：0.00001612 m2/s油品80℃时粘度：0.000009032 m2/s储罐平均直径：60 m油品实际储存高度：17.4 m储罐罐壁保温层厚度：0.06 m储罐罐壁保温层导热系数：0.045 W/(m.℃)储罐壁黑度：0.96黑体辐射系数：5.7储罐底积垢厚度：0.02 m储罐底积垢导热系数：0.407 W/(m.℃)一月份大气月平均温度平均值：-10 ℃冬季平均风速：2.5 m/s地表平均温度：-7 ℃土壤导热系数：1.4 W/(m.℃)加热管道外径：0.168 m附加热阻：0.0026蒸汽压力（表压）：1.0 MPa干饱和蒸汽250℃时热焓：2941.8 kJ/kg饱和冷凝水250℃时热焓：1085.3 kJ/kg=================================================================== 计算结果部分储罐外壁温度36.5300000105053 ℃罐壁传热系数.6776382 W/m2.℃罐壁散热量379860.510498047 kJ/h罐顶传热系数1.3 W/m2.℃罐顶散热量628219.8 kJ/h罐底传热系数5.910971E-02 W/m2.℃罐底散热量26760.4547058105 kJ/h油品升温所需热量8445478 kJ/h加热过程所需总热量9480319 kJ/h加热盘管外壁温度168.2444 ℃加热器放热系数148.135687894968 W/m2.℃加热器面积122.166311693077 m2加热过程总蒸汽耗量5106.555 kg/h储罐加热器计算=================================================================== 日期2009-11-01 时间14:14:20（蒸汽维持温度40℃）数据输入部分油品加热起始温度：40 ℃油品加热终了温度：40 ℃油品加热时间：0.168 h20℃时油品相对密度：0.85油品50℃时粘度：0.00001612 m2/s油品80℃时粘度：0.000009032 m2/s储罐平均直径：60 m油品实际储存高度：17.4 m储罐罐壁保温层厚度：0.06 m储罐罐壁保温层导热系数：0.045 W/(m.℃)储罐壁黑度：0.96黑体辐射系数：5.7储罐底积垢厚度：0.02 m储罐底积垢导热系数：0.407 W/(m.℃)一月份大气月平均温度平均值：-10 ℃冬季平均风速：2.5 m/s地表平均温度：-7 ℃土壤导热系数：1.4 W/(m.℃)加热管道外径：0.168 m附加热阻：0.0026蒸汽压力（表压）：1.0 MPa干饱和蒸汽250℃时热焓：2941.8 kJ/kg饱和冷凝水250℃时热焓：1085.3 kJ/kg=================================================================== 计算结果部分储罐外壁温度39.0000000111759 ℃罐壁传热系数.6784244 W/m2.℃罐壁散热量400317.055664063 kJ/h罐顶传热系数1.3 W/m2.℃罐顶散热量661284 kJ/h罐底传热系数5.911406E-02 W/m2.℃罐底散热量28265.9293762207 kJ/h油品升温所需热量0 kJ/h加热过程所需总热量1089867 kJ/h加热盘管外壁温度168.924 ℃加热器放热系数148.667384000791 W/m2.℃加热器面积14.1607303454341 m2加热过程总蒸汽耗量587.0547 kg/h===================================================================。
储罐耗热量加热面积的计算
1、主要计算参数的选定1）油品平均温度（t av）的确定油品加热始温（t be）25℃油品平均温度（t av）#NAME?油品加热终温（t en）50℃环境温度（t ai）-2℃2）定性温度（t qu）的确定罐壁推算温度（t wc）36.6℃定性温度（t qu）#NAME?2、油罐传热系数的计算1）罐壁传热系数（k tw）的计算（1）油罐内壁放热系数（a1tw）的计算20℃油品的密度（γ20op）0.859t/m3油品容重修正系数（a）0.00068712油品的密度（γ15op）0.8624356拱顶拱高（f） 2.61m油品导热系数（λtqu）#NAME?op罐壁高度（H）12.47m油品的实际储存高度（H op）11.223m油品的质量热容（C tqu）#NAME?op15℃时油品相对密度（d15op）0.8624356油品的密度（γtqu op）#NAME?t1时油品粘度（νt1op）0.0000056m2/s粘度的温度系数（u）0.018686197温度（t1）50℃t时油品的粘度（νtqu op）#NAME?qut2时油品粘度（νt1op）0.0000022m2/s普朗特准数（Pr）#NAME?温度（t2）100℃此处要求t1<t2t qu时的体积膨胀系数（β）#NAME?格拉晓夫准数（Gr）#NAME?系数（m）#NAME?系数（n）#NAME?内壁放热系数（a1tw）#NAME?（2）罐壁保温层热阻（δtw/λtw）计算罐壁保温层厚度（δtw）0.04m保温层热阻（δtw/λtw）0.975609756罐壁保温层导热系数（λtw）0.041W/(m·℃)（3）罐壁外部放热系数（a2tw）计算空气的绝对温度（T）271.15t ai时的密度（γgas） 1.2612347410℃时绝对粘度（μo）0.000001755常数（C）124t ai时空气粘度（νai） 1.35692E-05冬季平均风速（νai） 2.5m/s雷诺数（Re）4366494.978油罐平均直径（D av）23.7m0℃时空气导热系数（λ0）0.0237常数（C'）125t ai时空气导热系数（λai）0.02355852系数（m ex）#NAME?系数（n ex）#NAME?罐壁外部放热系数（a2tw）#NAME?（4）罐壁辐射放热系数（a3tw）计算罐壁黑度（εtw）0.96黑体辐射系数（C s） 5.7罐壁辐射放热系数（a3tw） 5.386834008综上可得罐壁传热系数（k tw）#NAME?推算温度（t wc）校核2）罐顶传热系数（k tr）的计算（1）罐壁内部放热系数的计算（a1tr）油面温度（t of）50混合气体空间高度（H gas混合气体温度（t gas）32罐顶温度（t rc）15混合气体膨胀系数（βgas）0.003277077混合气体密度（γgas） 1.120707193混合气体热容（C gas） 1.009752133混合气体粘度（νgas） 1.67868E-05混合气体导热系数（λgas）0.025902602Gr·Pr 1.68023E+11罐顶内部放热系数（a1tr）#NAME?（2）混合气体空间的放热系数（a gas）计算混合气体空间的放热系数（a gas） 3.186312056（3）罐顶保温层热阻（δtr/λtr）计算罐顶保温层厚度（δtr）0m保温层热阻（δtr/λtr）0罐顶保温层导热系数（λtr）#NAME?W/(m·℃)（4）罐顶外部放热系数（a2tr）计算罐壁外部放热系数（a2tr）#NAME?（5）罐顶辐射放热系数（a3tr）计算罐壁辐射放热系数（a3tw） 4.791280479综上可得罐顶传热系数（k tr）#NAME?3）罐底传热系数（k tb）的计算（1）罐底内部放热系数（a1tb）的计算格拉晓夫准数（Gr）#NAME?系数（m）#NAME?系数（n）#NAME?内部放热系数（a1tb）#NAME?（2）罐底积垢热阻（δtd/λtd）计算积垢厚度（δtd）0.01m积垢热阻（δtd/λtd）0.024570025积垢导热系数（λtd）0.407W/(m·℃)（3）土壤热阻（πD tb/8λso）计算土壤导热系数（λtd） 1.4W/(m·℃)土壤热阻（πD tb/8λso） 6.647828839综上可得罐底传热系数（k tb）#NAME?3、单位时间内单个油罐加热耗量计算1）油品升温所需热量（Q rt/τhe）计算油品的密度（γtbe op）0.8555644升温时间（τhe）72h加热油品总质量（G）4235921.223升温所需热量（Q rt/τhe）#NAME?2）罐壁热量损失（Q tw）计算罐壁散热面积（F tw）835.6161303罐壁热量损失（Q tw）#NAME?3）罐顶热量损失（Q tr）计算拱顶曲率半径（R）28.20586207m罐顶散热面积（F tr）555.3969837罐顶热量损失（Q tr）#NAME?4）罐底热量损失（Q tb）计算最冷月份地表温度（t gr）1℃罐底散热面积（F tb）441.1499218罐底热量损失（Q tb）#NAME?综上可得单位时间内单个油罐加热耗量（Q al）#NAME?4、加热面积计算（蒸汽加热）1）加热管的传热系数（K ht）计算附加热阻值（R）0.00086m2·℃/W定性温度（t qu）#NAME?加热管外径（d os）0.025m油品的密度（γtqu）#NAME?op伴热蒸汽温度99.09℃油品导热系数（λtqu）#NAME?op假设管壁温度（t pc ）93.8℃油品的质量热容（C tquop ）#NAME?t qu 时的体积膨胀系数（β）#NAME?格拉晓夫准数（Gr）#NAME?普朗特准数（Pr）#NAME?蒸汽热焓2674.1kJ/kg 系数（m）#NAME?冷凝水热焓415.3kJ/kg系数（n）#NAME?外壁传热系数（a 2）#NAME?加热管传热系数（K ht ）#NAME?推算温度（t pc ）校核2）加热面积（F ht ）出罐蒸汽温度99.09℃加热面积（F ht ）#NAME?3）加管长度长度#NAME?单位时间蒸汽耗量#NAME?6、导热油伴热1）导热油平均温度的确定导热油进罐温度300℃导热油平均温度275导热油出罐温度250℃2）定性温度的确定罐壁推算温度（t wc ）223.6℃定性温度249.3加热管外径（d os ）0.057m 3）油罐内壁放热系数的计算20℃导热油的密度0.8712t/m 3油品容重修正系数（a）0.000671016t1时导热油粘度（νt1op ）0.0000162m 2/s油品的密度（γ15op ）0.87455508温度（t1）21.1℃油品导热系数（λtqu op ）0.115772269t2时导热油粘度（νt1op ）0.00000941m 2/s油品的密度（γtquop ）0.717336031温度（t2）37.8℃粘度的温度系数（u）0.032529261t qu 时油品的粘度（νtqu op ）9.67542E-09附加热阻值（R）0.00086m 2·℃/W油品的质量热容（C tquop ） 2.70829463t qu 时的体积膨胀系数（β）0.000935428格拉晓夫准数（Gr）9.33098E+11普朗特准数（Pr）0.162361809系数（m）#NAME?系数（n）#NAME?内壁放热系数（a 1tw ）#NAME?4）外壁传热系数油品的密度（γtqu op ）0.701443384油品导热系数（λtquop ）0.117399173油品的质量热容（C tquop ） 2.727257561t qu 时的体积膨胀系数（β）0.00097958格拉晓夫准数（Gr）5008230694普朗特准数（Pr）2.202215972系数（m）#NAME?系数（n）#NAME?外壁传热系数（a 2）#NAME?加热管传热系数（K ht ）#NAME?推算温度（t pc ）校核校核误差#NAME?5）加热面积（F ht ）加热面积（F ht ）#NAME?6）加管长度长度#NAME?单位时间的导热油流量#NAME?换成体积流量#NAME?流速#NAME?说明：必须输入或选择部分℃一般不需修改部分自动计算部分（不用填写）计算按钮℃大体步骤详细步骤注意：本计算程序只适用于拱顶罐和外浮顶1/℃t/m3t/m3110kJ/(kg·℃)t/m3m2/s1101/℃W/(m·℃)(m·℃)2/WKkg/m3kg·s/m3m2/sW/(m·℃)W/(m·℃)W/(m 2·℃)W/(m 2·℃)W/(m 2·℃)W/(m 2·℃)℃℃℃1/℃kg/m 3KJ/(kg·℃)m 2/sW/(m·℃)110W/(m 2·℃)W/(m 2·℃)(m·℃)2/WW/(m 2·℃)W/(m 2·℃)W/(m2·℃)W/(m2·℃)(m·℃)/W(m·℃)2/WW/(m2·℃)t/m3kgkJ/hm2kJ/h1m2kJ/h1m2kJ/h1kJ/h#NAME?kcal/h℃t/m3t/m3110kJ/(kg·℃)1/℃W/(m 2·℃)W/(m 2·℃)m 2放大了10％m kg/h℃℃1/℃t/m 3t/m 3t/m 3m 2/skJ/(kg·℃)1/℃W/(m·℃)t/m 3t/m3kJ/(kg·℃)1/℃W/(m2·℃)W/(m2·℃)m2放大了10％mkg/hm3/hm/s。
中小型LNG船C型独立液货舱蒸发率计算
中小型LNG船C型独立液货舱蒸发率计算刘文华;陆晟【摘要】C型独立液货舱是中小型LNG船的主要液货舱形式,通常为单圆筒或双圆筒.根据IGC规则,利用简化算法,对C型独立液货舱和138 000 m3 LNG运输船液舱的蒸发率进行了计算.计算结果表明:该方法是有效的,能快速应用于液货舱保温层的设计.【期刊名称】《船舶设计通讯》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】4页(P25-28)【关键词】LNG船;C型独立液货舱;蒸发率【作者】刘文华;陆晟【作者单位】上海船舶研究设计院,上海201203;上海船舶研究设计院,上海201203【正文语种】中文【中图分类】U674.13+3.30 前言中小型LNG运输船是典型的布置型船，主尺度的确定要从总体布置、船舶性能及结构强度等方面来考虑，既要满足船舶使用要求，使舱室布置合理，同时也要使船舶具有良好的阻力性能。
其中，液货舱的尺度对船舶主尺度的选取起着决定性的作用，同样，船舶主尺度又影响着液货舱的尺寸，两者相互制约，相互影响。
目前已建的中小型LNG船一般采用C型独立液货舱。
其筒体有单圆筒或双圆筒两种形式，封头主要为球形。
图1为典型的双圆筒C型独立液货舱［1］。
从图1可以看出，液货舱的周围覆盖有一圈保温层材料。
设计绝缘保温层的目的，首先在于将通过对流、传导和辐射等各种传热方式传递给低温装置的热量减少到尽可能低的程度，以维持低温系统的正常工作；其次是为了防止LNG泄漏保护船体，减少运输过程中LNG的蒸发，控制其日蒸发率以及由于温度变化而引起的热胀冷缩。
图1 双圆筒C型独立液货舱液货舱通过支座与船体相连，货物及液舱的重量集中于支座上。
为了防止温度应力，双支座中设一个固定支座，一个可移动支座。
1 船体温度场计算简介1.1 传热学简介［1］热能的传递有三种基本方式：热传导、热对流与热辐射。
温度场是传热的必要条件：物体中存在温度差，热量总是从高温向低温流动。
温度场是空间与时间的函数，如果温度场不随时间改变，则称为稳定传热。
储罐蒸汽加热盘管计算公式
储罐蒸汽加热盘管计算公式储罐蒸汽加热盘管是工业生产中常见的一种加热设备，它通过蒸汽对流加热的方式，将储罐内的液体或气体加热至所需温度。
在设计和使用储罐蒸汽加热盘管时，需要进行一定的计算和分析，以确保设备能够正常运行并达到预期的加热效果。
本文将介绍储罐蒸汽加热盘管的计算公式及其应用。
储罐蒸汽加热盘管的计算公式主要涉及到蒸汽的传热性能、盘管的热传导和传热面积等参数。
在进行计算时，需要考虑储罐内介质的物性参数、加热温度、蒸汽的压力和温度等因素。
下面将分别介绍这些参数的计算公式及其应用。
1. 蒸汽的传热性能计算公式。
蒸汽的传热性能主要由其温度和压力来决定。
蒸汽的温度可以通过蒸汽表或蒸汽温度压力表来查得，而蒸汽的压力则可以通过蒸汽表或蒸汽温度压力表来查得。
在实际计算中，可以使用以下公式来计算蒸汽的传热性能：Q = m Cp ΔT。
其中，Q表示传热量，单位为焦耳（J）或千卡（kcal）；m表示蒸汽的质量流量，单位为千克/小时（kg/h）；Cp表示蒸汽的比热容，单位为焦/千克·摄氏度（J/kg·°C）或卡/克·摄氏度（kcal/kg·°C）；ΔT表示蒸汽的温度变化，单位为摄氏度（°C）。
通过这个公式，可以计算出单位时间内蒸汽对储罐内介质的传热量，从而为盘管的设计提供参考数据。
2. 盘管的热传导计算公式。
盘管的热传导性能主要由其材质和尺寸来决定。
在实际计算中，可以使用以下公式来计算盘管的热传导性能：q = k A ΔT / L。
其中，q表示热传导量，单位为焦耳/秒（J/s）或瓦特（W）；k表示盘管材料的导热系数，单位为焦/米·秒·摄氏度（J/m·s·°C）或瓦特/米·摄氏度（W/m·°C）；A表示盘管的传热面积，单位为平方米（m²）；ΔT表示盘管的温度差，单位为摄氏度（°C）；L表示盘管的长度，单位为米（m）。
罐体及管道热损耗、保温、加热电伴热计算教程
罐体及管道热损失及保温、加热计算篇（电伴热计算公式及参数表查询）电伴热计算公式及参数表查询管线散热量计算1、查表计算法(1) 求单位长度管道标准散热量QbΔT=Tj-T0 Tj (介质工艺温度)T0（环境最低温度）根据DN、ΔT、δ三个参数查“表3-1”，可得室外单位长度金属管道的标准热散失量Qb。
表3-1：管道散热量（Qb）条件：碳钢管道、玻璃纤维保温、室外、风速9m/s。
单位：w/m(2) 求单位长度管道的实际热散失量Qs计算公式：Qs = K1 · K2 · K3 · Qb ·················· (3-1)Equation Qs = K1 · K2 · K3 · Qb ·················· (3-1) 式中：Qs ----- 单位长度管道的实际热散失量W/mQb ----- 单位长度管道的标准热散失量W/mK1 ----- 保温材料导热系数修正系数值K2 ----- 管道材料修正系数表3-3: 管道材料修正系数K2 表3-4: 环境条件修正系数K32、公式计算法管道热损失计算公式2兀λ(Tj —To）Qs＝------------------- …………………. （3-2）ln[（d+2δ）÷d]式中：Qs—管道实际散热量，Kcal/h·m或W/mTj—介质维持温度，℃T0—冬天最低温度，℃λ—在介质维持温度时保温材料的导热系数，Kcal/h·m·℃或W/m·℃d—管道外径，mmδ—保温层厚度，mm3、储罐和容器散热量计算(1) 求容器或罐体的总表面积S、m2a.二端为平面的圆柱容器：S=πD（R+H）S---总表面积m2D---容器外径mR---容器半径mH---容器高度mb. 二端为半球的圆柱容器：S=πD（2R+H）H---为圆柱部分的高度c．矩形容器：S=[(长×宽)+(长×高)+(宽×高)] ×2; m2(2) 根据保温层材质、厚度、安装地点的最低温度和介质维持温度．查“表3-5”，求出容器罐体单位面积上的热损失量Q0，W／m2。
0236-2010 液化石油气球形储罐及附属设施设计规定
Q/SY 中国石油天然气股份有限公司企业标准Q/SY TZ 0236—2010液化石油气球形储罐及附属设施设计规定Design Specification ofLiquefied Petroleum Gas Spherical Tanks and Auxiliary Facilities2010-07-01发布2010-08-01实施目次前言 (III)引言 (IV)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 球罐的设计 (2)4.1 基本规定 (2)4.2 球壳及其受压元件的材料 (2)4.3 球罐的结构 (2)4.4 球罐的开口 (3)4.5 球罐的制造与组焊 (3)5 安全附件 (4)5.1 总体要求 (4)5.2 安全阀 (4)5.3 压力检测仪表 (4)5.4 液位检测仪表 (4)5.5 温度计 (4)5.6 梯子平台 (5)6 阀门及工艺管线 (5)6.1 设计原则 (5)6.2 进口工艺管线 (5)6.3 出口工艺管线 (5)6.4 切水工艺管线 (5)6.5 注水工艺管线 (5)6.6 气相平衡工艺管线 (5)6.7 放空工艺管线 (6)6.8 取样口 (6)6.9 其它 (6)7 控制系统 (6)8 厂区布置及消防系统 (6)8.1 设计依据 (6)8.2 厂区布置 (6)8.3 球罐区布置 (7)8.4 防护墙 (7)8.5 消防系统 (8)8.6 检测系统和静电释放 (8)9 装卸栈台的要求 (8)附录A（资料性附录）液化石油气球罐及附件流程图 (9)前言本标准依据GB/T 1.1-2009规定的起草规则编制。
本标准由塔里木油田公司标准化技术委员会提出。
本标准由质量安全环保处归口。
本标准起草单位：中国石油塔里木油田公司、兰州石油机械研究所。
本标准主要起草人：李循迹、陈东风、邹应勇、雷霆、任天树、寇国、宣培传、赵现如、刘福录、朱保国、王万磊。
引言为规范中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司液化石油气球罐及附属设施的设计，提高液化石油气球罐及附属设施的使用安全性，避免或减少事故的发生，特制定本标准。
带内盘管或者外盘管的储罐保温计算 (1)
材料
表面状态
Cr
材料
表面状态
Cr
2 保温层的对流传热系数
铝板
磨光
0.32
钢板
黑色光泽
3.95
冬季平均风速
Vm/s7Fra bibliotek铝漆2.33
钢板
已氧化
4.65
保温层外径
D1
m
1.4
油漆
5.23
黑漆
有光泽
5
对流传热系数
αk
W/(m2·℃) 19.30859056
薄铁皮
5.23
黑漆
无光泽
5.47
隔热层表面到空气 的给热系数
Kbi
℃
m Kcal/m·h·℃ Kcal/m2·h·℃
#VALUE! 0.13
0.058 0.446153846
也可由下表 查
材料名称 使用密度
极限使用温 最高使用温
度
度
kg/m3
℃
℃
原棉 ≤150
140
163
186
500
550
600
262
279
296
蒸汽温度
120 138 151
25 18.36 19.76 20.8
蒸汽伴热管至保温层内空气的给热系数
伴热管直径
32
40
蒸汽温度 50
17.78
17.09
16.62
164
19.06
18.36
18.01
180
20.34
19.53
19.06
25 22.08 23.71
K壁
W/(m2·℃) 0.42883263
毡
400
5000m3立式圆筒形LNG平底圆筒储罐绝热计算和温度场数值模拟
5000m3立式圆筒形LNG平底圆筒储罐绝热计算和温度场数值模拟LNG储罐外界热量的进入会导致LNG蒸发，出现翻滚现象，给储罐正常工作的造成安全隐患，因此需要对温度场分布及绝热性能进行研究。
由于LNG储罐内外温差大，绝热层结构复杂，所以本文通过对储罐底部、罐壁和罐顶各部分的传热学计算得出总漏热量，和温度场的分析对比，阐述了LNG储罐的绝热性能。
标签：LNG；储罐；绝热系统；温度场1 绝热计算和温度场数值模拟1.1 低温储罐绝热设计液化天然气是净化和液化处理形成的液态天然气，主要成分为甲烷。
通常被储存在LNG低温储罐中。
该种储罐为微正压低温状态，外部有绝热保温材料覆盖，以减少外界环境与之热量传递造成LNG气化。
对于低温储罐，热量会通过传导，对流，辐射等方式传入储罐，从而部分LNG的气化产生BOG气体。
对于5000m3LNG低温储罐，国际上通用的要求以满罐为基准的每天罐内LNG气化率为≤0.10。
1.2 罐顶和罐壁自然漏热量计算目前绝大部分LNG储罐内外罐之间填充的是珍珠岩。
在对LNG储罐进行检修时，许将内罐物料排空，此时，内罐罐壁由于温度上升而发生线性膨胀，导致环形空间内的珍珠岩膨胀，对内罐罐壁施加一定的均匀外压；同时，外罐在外界环境温度的变化时也会发生线性收缩-膨胀，通过膨胀珍珠岩的传递进而對内罐罐壁也会产生一定的外压作用。
因此，为了消弱由于温度变化而使内罐承受的外压，需在内罐罐壁外侧覆盖一层具有较好回弹性的弹性毡。
1.3 底部自然漏热量计算低温储罐底部主要通过传导的方式进行热传递，绝热材料使用泡沫玻璃砖，它的耐压强足够承受液体与内罐的重量。
除了泡沫玻璃砖以外，在泡沫玻璃砖的之间要铺设油毡，最上层和最下层泡沫玻璃砖要铺设一层干沙找平层，在内罐壁下是一层珍珠岩混凝土的支撑圈，用以支撑整个内罐罐壁的重量。
该LNG储罐的保冷性能满足要求。
2 LNG储罐绝热部分数值模拟热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度（热通量）等。
液化天然气储罐bog汽化潜热值
液化天然气储罐bog汽化潜热值下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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储罐盘管加热换热面积
储罐盘管加热换热面积
在工业生产中，储罐盘管加热换热面积是一个重要的参数，它影响着生产效率和能源消耗。
本文将介绍储罐盘管加热换热面积的计算方法、影响因素以及如何提高换热效率。
一、储罐盘管加热换热面积的计算方法
储罐盘管加热换热面积可以通过以下公式计算：
A = Q / K
其中，A为储罐盘管加热换热面积，Q为加热量，K为传热系数。
二、影响因素
1.材质：不同材质的传热系数不同，不锈钢、铜等金属材质的传热系数较高，
而塑料、玻璃等非金属材质的传热系数较低。
2.盘管结构：盘管的弯曲半径、管径、管长等结构参数会影响传热效果，合
理的盘管结构可以提高换热效率。
3.介质流量：介质流量的大小直接影响到传热效果，流量越大，换热效率越
高。
4.温度差：传热过程中，介质进出口温度差越大，传热效率越高。
5.保温效果：储罐的保温效果越好，换热效率越高。
三、提高换热效率的方法
1.选用高传热系数的材质，如不锈钢、铜等。
2.优化盘管结构，如减小弯曲半径、增加管径、减小管长等。
3.增加介质流量，如提高泵的扬程或增加管径。
4.减小温度差，如增加冷却水或减小加热量。
5.加强保温措施，如增加保温材料或改进保温结构。
综上所述，储罐盘管加热换热面积的计算方法、影响因素和提高换热效率的方法是工业生产中需要关注的重要问题。
通过合理选择材质、优化盘管结构、增加介质流量、减小温度差和加强保温措施等方法可以提高储罐盘管的换热效率，从而降低能源消耗和提高生产效率。
877无规填料表面蒸发-空气与球状液滴换热计算
877无规填料表面蒸发-空气与球状液滴换热计算lengrepingtai（冷热平台）lengrekeji（冷热科技）雷诺数Re=ud/v f式中：Re为雷诺数，无因次；u为空气与液滴的相对速度，m/s；d为液滴直径，m；v f为空气运动黏度，m2/s；努谢尔特数Nu=a fa d/r dao式中：Nu为努谢尔特数，无因次；a fa为空气与液滴之间的对流换热系数，W/(m2.K)；d为液滴直径，m；r dao为空气热导率，W/(m.K)。
计算方程当普朗特数（Pr）在0.7~400之间，雷诺数（Re）在3.5~76000之间时，计算方程如下。
Nu=2+(0.4Re0.5+0.06Re0.67)Pr0.4式中：Nu为努谢尔特数，无因次；Re为雷诺数，无因次；Pr为普朗特数，无因次；计算示例液滴直径0.0035 m，数量3000个，温度50℃；空气温度40℃，空气与液滴的相对流速0.5m/s。
40℃时空气的运动黏度：v f=16.96*10-6m2/s雷诺数为：Re=0.5*0.0035/(16.96*10-6)=103 40℃时空气的普朗特数：Pr=0.7努谢尔特数：Nu=2+(0.4*1030.5+0.06*1030.67)*0.70.4 =2+(4.06+1.34)*0.867=6.6840℃时空气的热导率：r dao=0.0276W/(m.K)空气与液滴的换热系数：a fa=r dao Nu/d=0.0276*6.68/0.0035=52.7W/(m2.K)液滴总表面积：A=3000*3.14*0.00352=0.115m2空气与液滴换热量：Q=52.7*0.115*(50-40)=61W。
3蒸发器的传热面积计算
3．蒸发器的传热面积计算根据传热基本方程均t K Q A ∆=式中A ——换热器的传热面积，m 2；Q ——蒸发器的热负荷，W ； 均t ∆——传热平均温差，℃；K ——换热器的总传热系数，W/( m 2·℃)。
根据热量衡算，蒸发器的热负荷Dr Q =；蒸发过程为加热蒸汽冷凝和溶液沸腾之间的恒温传热，1t T t -=∆均；K 值可按传热章提供的公式计算.1t T t -=∆——有效温度差（蒸发的推动力）课堂练习：习题6-2 习题6-3补充习题：（1）已知单效常压蒸发器每小时处理２t Ｎa ＯＨ水溶液，溶液浓度由15％（质量）浓缩到25％(质量)。
加热蒸汽压强为400kPa(绝压)，冷凝后在饱和温度下排出。
假设蒸发器的热损失忽略不计。
溶液的沸点为113℃，分别按20℃加料和沸点加料，求此两种情况下的加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。
[答：Ｄ＝1.15×103kg/h Ｄ／W ＝1.44（20℃加料） Ｄ＝845kg/h Ｄ／W ＝1.06（沸点加料）]（2）传热面积为52m 2的蒸发器，在常压下每小时蒸发2500kg 浓度为7％(质量)的某水溶液。
原料液的温度为95℃，常压下的沸点为103℃,完成液的浓度为45％ (质量)。
加热蒸汽的绝压为300kPa 。
热损失为Ｗ。
试估算蒸发器的总传热系数。
[答：Ｋ＝924W/（m 2·℃）] 三、溶液的沸点和温度差损失1.溶液的沸点溶液中溶质不挥发，在相同的条件下溶液的沸点总是比纯溶剂的沸点升高。
实际操作中，已知加热蒸汽压力和二次蒸汽压力（冷凝器的压力），既可直接查得T （加热蒸汽温度）和'T （二次蒸汽温度）'T T t T -=∆——视温度差()()''T t t T T T t t 11T -=---=∆-∆=∆——温度差损失所以溶液的沸点∆+='T t 1 2.温度差损失产生温度差损失的原因主要有：①因溶液沸点升高引起的温度差损失'∆；②因加热管内液柱静压力而引起的温度差损失''∆；③由于管路流动阻力而引起的温度差损失'''∆。
干式蒸发器换热参数计算
干式蒸发器换热参数计算干式蒸发器是一种换热设备，广泛应用于化工、食品、制药、环保等行业。
干式蒸发器的工作原理是利用气体和固体两相介质进行换热，将气体中的水份蒸发出来，并通过其他设备进行收集和回收利用。
在设计和计算干式蒸发器时，需要考虑一系列换热参数。
1.换热面积计算：干式蒸发器的换热面积是决定其换热效果的重要参数。
可以通过以下公式计算换热面积：A=G/(UΔT)其中，A是换热面积，G为气体的质量流量，U为整体换热系数，ΔT 为气体进出口的温度差。
这个公式可以根据具体工况来进行调整和修正。
2.气体侧临界厚度计算：为保证干式蒸发器的换热效果，需要在气体侧设置一定厚度的填料层。
填料层的临界厚度可以通过以下公式计算：Lc=κ/(ΔP/Δy)其中，Lc为填料层的临界厚度，κ为填料的热导率，ΔP为气体侧的压力降，Δy为填料层的高度。
3.气体侧换热系数计算：干式蒸发器的换热系数是气体侧换热的重要参数，可以根据以下公式进行计算：Ua=1/(Rf+Rw+Rm)其中，Ua为气体侧的平均换热系数，Rf为气体和填料层间的传热阻力，Rw为填料层的传热阻力，Rm为金属壳体的传热阻力。
这些阻力可以根据相关的传热理论进行计算。
4.固体侧换热系数计算：干式蒸发器还需要考虑固体侧的换热系数，可以根据以下公式进行计算：Uw=1/(Rw1+Rw2+Rw3)其中，Uw为固体侧的平均换热系数，Rw1为固体和填料层间的传热阻力，Rw2为填料层的传热阻力，Rw3为金属壳体的传热阻力。
这些阻力可以根据相关的传热理论进行计算。
5.温度差计算：干式蒸发器的温度差是其换热效果的重要参数。
可以通过以下公式计算温度差：ΔT=ΔT1+ΔT2其中，ΔT为气体进出口的温度差，ΔT1为气体进口与填料层间的温度差，ΔT2为填料层与气体出口间的温度差。
这些温度差可以根据相关的换热理论进行计算。
以上是计算干式蒸发器换热参数的一些关键要点，设计和计算干式蒸发器需要结合具体的工艺要求和实际情况进行综合考虑，以确保干式蒸发器的换热效果和工作性能。