LNG接收站中的水锤分析

流体分析与管道应力分析

软件在LNG接收站项目设

计、运营和维护方面的应用

点击数：2172010-07-16 14:13:09来源: Beijing AECsoft，艾思弗，CAESARII，

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分析，电力，热力，市政，燃气，电缆敷设，钢结构

1、LNG项目的特点：

对于LNG接收站,主要管道系统的流体(稳态\瞬态)分析,管道应力(稳态和动态)分析十分重要,这将影响到系统的运行,能耗,安全等诸多方面.L NG接收站是高投资，高技术，设计难度大，设备、管道要求高，运行工况多的大型工程项目。在整个装置中无论是LNG的输送系统，还是气化冷却系统都涉及到稳态的流体输送（压降和流量分布计算）和动态的流体分析（水锤计算）分析的内容。LNG具有较高的饱和压力易气化，当LNG接收系统有阀门关闭或开启，泵启停等操作时，会致使阀门前后泵前后出现剧烈的压力波动。当瞬态压力低于LNG饱和压力时有气体析出，如不加以控制将导致空穴产生（空穴水锤超压往往要比正压水锤要严重得多），瞬态压力可能远远高于管道设计压力，引起爆管，导致严重后果。

另一方面由于瞬态压力波动导致系统一对弯头之间压力不平衡，形成水锤力瞬间冲击管道，支架或管口，可能导致管道偶然应力超标，管口和支架瞬时推力过大，支架失效和管口失等严重后果。因此我们既要分析水锤发生时瞬态压力是否超过管道设计压力，并设计响应的抑制水锤措施；另外应将水锤力加载到CAESARII中进一步分析水锤力对整个管道系统的影响以设置对应的防水锤支架。管道系统详细的应力分析,确保管道系统的强度,柔性和抵抗偶然冲击载荷的能力,精确确定支架的形式和位置,帮助您降低材料费用. 检查法兰泄露情况,确保您法兰不会发生泄露,影响您的生产和安全。

2、LNG接收站设计必须解决的三类问题

流体稳态问题：

1、节能降耗—优化泵选型（优化设计节省投资费用和运行费用为业主最大限制地节省投资和后期运行维护费用）

2、保证LNG输送和气化冷却系统满足所有操作、切换、检修、紧急切断……等工况输送要求；

3、设计正确的管道系统，确定合适的管径、泵和阀门选型。

流体瞬态问题：

LNG 接收站深冷管道水击分析；

LNG气化冷却水系统水击分析；

1、系统中阀门的操作和泵的启停是否会引发正压水锤或气穴水锤？

2、瞬态冲击压力是否超过管壁设计压力？

3、如何抑制水击的产生预防超压？

4、水锤发生瞬间产生的水锤力是否会导致管道偶然应力超标，支架和管口过载？

管道应力分析：

持续载荷（管道重量、压力），二次载荷（温度）和偶然载荷（地震，水击）等这三大类载荷对管道的作用和影响，设计合适的管道走向，正确的支架形式和位置，确保管道的强度和结构安全。还可以帮助您降低材料费用，节约您的投资成本！

设计的重要性：针对设计单位

AFT流体分析软件可以帮助设计一个安全、可靠的系统，能够满足各种工况的流体传输，并且能够避免水击的破坏。选择合适的管径/阀门选型/泵选型，分析各种工况，让您设计的管网能够满足各种变化的工况要求。

CAESARII 软件可以协助您解决管道在低温状态下管道的一次应力（抵抗重量+压力等载荷，抗塑性变形能力），管道的二次应力（抗疲劳破坏的能力，确保管道寿命），管道的偶然应力（水锤冲击响应谱分析），设计支架，弹簧等。管道在低温状态法兰泄露分析对于低温LNG系统尤其重要。针对业主和运用单位

一个项目从施工建设到运营维护，需要漫长的过程，设计运营寿命往往多达30年。AFT/CASARII 软件可以帮助检查设计的正确与否，是否考虑了这类问题。做到心中有数。保证自己的切身利益。一个好的设计，意味材料和费用的节约，系统的可靠性极大地提高，运营平稳，运营成本低等。

运营也可以对运行的系统出现的问题，进行分析计算，进行项目的整改工作。

运营也可以对可能的操作方案进行软件的模拟，以先期进行计算机的运行方案模拟。