下载文档原格式
lng保温方案
液化天然气（LNG）的保温方案是为了在LNG运输和储存过程中降低液体天然气的温度损失，保持其在低温下的液态状态。
以下是常见的LNG 保温方案：
1.绝热容器和储罐设计：LNG储罐和运输容器通常采用绝热设计，使用高效的绝热材
料来减少热量的传导、对流和辐射损失。
常用的绝热材料包括聚苯乙烯泡沫（EPS）、聚氨酯泡沫（PUR）、蒸汽屏障等。
2.多层隔热设计：LNG储罐或容器通常采用多层隔热设计，包括内层容器、绝热层和
外层防护，以最大限度地降低热传导。
3.真空绝热层：在某些设计中，可以采用真空绝热层来减少热量传输，通过在绝热材
料间建立真空层来提高绝热性能。
4.保温材料的选择：选择具有优异绝热性能的材料是关键。
这些材料应具有良好的绝
热特性，抗渗透性和耐腐蚀性能，能够在极低温下保持性能稳定。
5.冷却系统的优化：在LNG储罐和运输容器中，通过冷却系统来保持液体天然气在
低温状态。
这些系统可能包括液氮或液态甲烷的再循环往复制冷系统，以补充储罐或容器内液体天然气的损失。
6.保温屏障和外保护层：除了绝热层外，有时候在外部还会增加一层保温屏障和防护
层，用以防止外部环境因素对绝热层的损害，如风雨、紫外线和机械损伤。
7.定期维护和检查：为了确保保温系统的有效性，定期进行维护和检查是必要的。
这
包括检查绝热层的完整性、绝热材料的性能和冷却系统的运行状况等。
以上是一些常见的LNG 保温方案，这些方案有助于减少液化天然气在运输和储存过程中的温度损失，确保其保持在液态状态以便有效地运输和使用。
科学技术创新2021.11后仍然可以计算出正确的定位结果，这说明了该算法具有较高的容错性。
3结论本文基于和声搜索算法的基本原理，提出了针对轨道交通供电系统故障定位的仿真模型。
并且对复杂的轨道交通多端供电系统进行拆分，繁而化简，分别讨论单端供电情况下的仿真结果，再进行综合，定位出最终的故障区段。
该算法计算速度快，容错性高，且运用实例证明了该算法的有效性。
参考文献[1]牛行通.基于蝙蝠算法的模糊神经网络25Hz 相敏轨道电路故障诊断研究[D].兰州：兰州交通大学,2018.[2]赵林海，冉义奎，穆建成.基于遗传算法的无绝缘轨道电路故障综合诊断方法[J].中国铁道科学，2010：107-114.[3]陈欣.基于粒子群支持向量机的轨道电路故障诊断[J].铁路计算机应用，2016，25(8)：56-58+63.[4]米根锁，杨润霞，梁利.基于组合模型的轨道电路复杂故障诊断方法研究[J].铁道学报，2014，34(10)：43-49.[5]Qukhellou L ，Debiolles A ，Denoeux T.Fault diagnosis in railway in railway track circuits using Dempster-Shater classifier fusion [J].Engineering Applications of Artificial Intelligence ，2010，23(1)：117-128.[6]郑云水，牛行通，康毅军.蝙蝠算法优化模糊神经网络的25Hz 相敏轨道电路故障诊断研究[J].铁道学报，2018，40(12)：93-100.[7]虢韬，徐梁刚，史洪云，刘欣，刘勇.基于深度学习的劣化绝缘子红外特征检测[J].中国科技信息，2019（7）：96-97.[8]Zong W G ，Kim J H ，Loganathan G V.A new heuristic optimization algorithm ：harmony search[J].Simulation ，2001，76(2)：60-68.[9]王英琳，许平援不锈钢矿石专用敞车车体非线性屈曲分析[J].铁道车辆，2008，46(11)：4-7.表4多端供电系统你故障定位结果供电端 检测装置信息畸变位数故障定位信息 A 1110010000000100000000000000 0 000001000000000000 A 1110010010000100000000000000 1 000001000000000000 B 0000000111010100000000000000 0 000001001000000000 B 0000001111010101000000000000 2 000001001000000000 C 0000000000010011110000000000 0 000000001000000000 C 0000001000010011110000000000 1 000000001000000000 D 0000000000010000010111111100 0 000000001000000000 D00000000010100000101111111001000000001000000000LNG 储罐高真空多层绝热传热计算模型分析研究李延娜邓育轩匡春燕徐菁张艳丽（兰州城市学院培黎石油工程学院，甘肃兰州730070）1概述城市中天然气的用量随着时、日、月均会发生变化，因此，城市中天然气的使用存在着日不均匀性、时不均匀性、季节不均匀性，必须采取相应的方式来调节均匀供气和不均匀耗气之间的矛盾，也就是必须对天然气进行调峰[1]。
LNG低温液体运输罐车结构、常见故障及分析一、前言随着科学技术的迅猛发展和国民经济的需要，气体市场得到迅速发展，相应贮存、运输低温液体的设备需求量也不断增长。
LNG低温液体运输罐车是专为运输LNG开发研制的专用车辆。
其盛装的LNG主要成分是液态甲烷，是由地下天然气经过净化、降温、制冷、液化而成，温度极低，沸点为-162℃，是一种无色、无味的气体，化学性质比较稳定。
但与空气中的氧气混合后，能形成爆鸣性气体，所以该车辆的使用和操作具有特殊性和潜在的危险性，要求在遇到故障时必须及时、迅速采取相应的解决措施，确保安全。
二、LNG低温液体运输罐车的基本结构及特点LNG低温液体运输罐车的基本结构：其主要由以下四部分组成：①高真空多层缠绕绝热夹层。
减少外界对内容器的热辐射和热传导；②罐体内容器。
用来充装LNG低温液体；③罐体外容器。
主要作用是与内容器构成真空夹层；④管路系统。
装卸低温液体用。
低温液体运输罐车的关键部位是高真空多层绝热层，它是由玻璃微纤维高效深冷绝热（纸）材料和玻璃纤维复合后缠绕在内容器外壁上的绝热层。
在罐体的制造过程中要严格控制并保持罐体夹层的真空度，真空度的高低直接影响罐体绝热效果，所以罐体内设有吸附装置：①在真空夹层的冷侧采用深冷、真空状态下吸附性能好的吸附剂─分子筛，目的是吸附与真空夹层接触的各种材料的放气，以延长真空寿命，此吸附剂应紧贴内容器设置；常温下起吸附作用的吸附剂─氧化钯（PdO），目的是吸附溶入钢板晶界和穿透外容器渗入真空夹层的氢气（H2），以延长真空寿命，此吸附剂应紧贴外容器设置。
由于多层绝热空间中，各种材料表面或内部吸附有大量不凝性气体，特别是热传导性能很好的氢气（H2），它们会慢慢地不断释放出来，而使夹层中的真空度下降及绝热性能降低，对此要用CO2气体进行置换。
同时，加热能加速被吸附气体的脱附，提高气体分子渗透到多层间的速度及沿层间缝隙的流导，所以充入CO2后再进行加热。
图1 不同容量的LNG储罐甲烷含量与BOG日蒸发率的关系图2 纵坐标截取值的线性拟合
是每种材料最高温度表面的温度，是最低温度表面的温度：
式中，
图3 等效传热示意图
其中，为太阳辐射；为对流传热；为考虑的对流系数；为罐顶材料的吸收率。
为进入混凝土层的热量；是通过容器壁和罐体底部的热量；度；为罐顶和绝缘层之间的温度；
和分别为混凝土层和绝热层的热传导率。
储罐罐顶的表面温度：
为管道的长度；为环境温度；
为绝缘材料的传导率。
为
对于计算通过装卸泵进入的热量，传热过程的计算
为通过泵传递给为每的蒸发率和温度的改变不会影响
蒸发率增大时，从
（a）整体结构 （b）动力部分结构
图1 皮带式抽油机整体及动力部分结构示意图
三相异步电机经减速器后，将动力输出至下链轮从而驱动链轮及传动链的转动，由于皮带式抽油机传动链条始终保持同一方向转动，为了实现井下抽油杆及其配套工具的往复运动，采用了曲拐与滑车架相结合的机械式换向结构，图2所示为机械换向结构示意图。
曲拐头部与传动链相连接，相当于传动链条的一个特殊链节，始终与传动链条保持运动且保持相对静止，曲拐圆轴部
的成本的比较提供了基础。
lng罐真空环材料
LNG（液化天然气）罐是用于存储液态天然气的容器，通常需要在低温和真空环境下运行。
为了维持低温状态并减少热量传导，LNG罐的真空环通常采用一些特殊的绝热材料。
以下是一些可能用于LNG 罐真空环的常见绝热材料：
1.多层绝热材料：LNG罐的真空环通常采用多层隔热结构，包括
内、中、外层。
这些层之间充满了低导热材料，以减少热量传导。
常见的隔热材料包括玻璃纤维、聚乙烯泡沫、泡沫玻璃等。
2.真空绝热材料：为了防止对流和热传导，LNG罐的真空环还可
能包含真空绝热材料，例如真空绝缘板（VIP，Vacuum Insulation Panel）。
这种材料具有很高的绝热性能，因为它的内部是真空的，减少了气体传导和对流。
3.多层反射膜：有时，在真空绝热材料外面，还可以使用具有反
射膜的多层结构，以减少辐射传热。
这些膜可以反射热辐射，提高隔热性能。
4.超绝热粉末：一些高性能绝热材料，如气凝胶、超绝热粉末等，
也可能用于LNG罐的真空环。
这些材料因其低密度、低导热性能而备受关注。
LNG罐真空环的设计需要考虑到长期运行中的稳定性、可靠性和安全性。
具体的材料选择和设计取决于罐体的结构、运行条件以及技术要求。
在这方面，通常需要专业的工程师和材料科学家来进行仔细的设计和评估。
2008年1月 石 油 规 划 设 计 第19卷 第1期 41* 朱昌伟，男，1981年生。
西南石油大学油气储运工程在读硕士研究生，研究方向：调峰型LNG 工厂的设备选型及工艺优化。
通信地址：四川省成都市新都区西南石油大学研究生院硕士05级2班，610500中小型LNG 储罐的高真空多层绝热结构及影响因素朱昌伟* 马国光林燕红张 燃西南石油大学研究生院中国石油大学研究生院中国石油西南油气田分公司输气处朱昌伟等. 中小型LNG 储罐的高真空多层绝热结构及影响因素. 石油规划设计，2008，19（1）：41～43摘要 本文简述了LNG 储罐常用的绝热结构和高真空多层绝热模型，重点分析了真空夹层热流传递的3种形式：辐射传热、残余气体导热和固体导热。
通过分析影响LNG 储罐绝热效果的4个主要因素：真空度、压缩负荷、总层数和层密度、边界温度，提出了减少高真空多层LNG 储罐漏热量的措施。
关键词 LNG 储罐 高真空多层绝热 影响因素 绝热效果1 LNG 储罐常用的绝热结构立式LNG 储罐的基本结构一般是外管路及操作系统置于罐的下部，内筒体用来盛装LNG，与其相连的各种管道通过夹层空间延伸到外管路系统，外筒体既与内筒体构成密闭的真空夹层绝热空间，同时又对内筒体起保护和支承作用。
LNG 储罐常用的绝热结构：少量储存（比如LNG 汽车燃料箱），选用高真空多层绝热；LNG 运输槽车用高真空多层绝热或真空粉末（纤维）绝热；中等容器储存（5～150m 3）用真空粉末（纤维）绝热或普通堆积聚热；大容量的储存（含地下储槽），选用普通堆积聚热或冻土绝热。
虽然高真空多层绝热性能优越、重量轻，与真空粉末绝热相比，预冷损失小、稳定性好，但由于这种绝热结构单位容积的成本高，且难于对复杂形状的容器绝热，真空度要求高，抽空工艺复杂，存在平行方向的导热问题［2］，目前只有中小型LNG 储罐使用这种绝热结构。
2 高真空多层绝热结构模型［1，2］高真空多层绝热是在高真空（真空度达10-2Pa 以上）绝热空间内安置多层具有高反射能力的辐射屏与具有低热导率的间隔物来降低辐射热的一种绝热型式。
由图1所示的多层绝热模型可以看出，在1W 、2W 两壁之间安置n 个辐射屏，当达到热平衡，且无内热源和内部热量损耗时，各辐射屏间的辐射热量相等，靠近冷壁1W 最近的辐射屏和1W 之间的辐射热量1Q ，也就等于通过n 个辐射屏后，1W 、2W 两壁之间的辐射热量Q ，即121+====n Q Q Q Q "。
根据斯蒂芬-波耳兹曼（Stefan-Boltzman）定律，并假定各屏的反射率相同，则1Q 为：图1 多层绝热模型示意12……1+n Q 2+n T 1+n T n Q 1Q 2Q 3Q 1T 2T 3T 1W 2W n42 朱昌伟等：中小型LNG 储罐的高真空多层绝热结构及影响因素 2008年1月 ()4142012T T Ac Q −−=εε（1）式中：0c ——黑体的辐射常量，=0c 5.67×10-8W /m 2·K 4；A ——辐射屏的面积，m 2；ε——发射率，亦称黑度；1T ——冷壁1W 的温度，K；2T ——靠近冷壁1W 最近的辐射屏的温度，K。
⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫−=−−=−−=−+++414201424302414201222n n n T T A c Q T T A c Q T T A c Q εεεεεε"" （2）将公式（2）1+n 个方程相加得在壁温为1T 、2+n T 的1W 、2W 两壁之间安置n 个辐射屏后的辐射传热量Q 的公式。
()4142021T T n A c Q n −−+=+εε（3）如果1W 、2W 两壁之间没有辐射屏，根据斯蒂芬-波耳兹曼定律，两壁的辐射热量'Q ： ()414202'T TAc Q n −−=+εε（4）比较公式（3）和公式（4），得到： 1'+=n Q Q （5） 在绝热空间中装置n 个辐射屏后，通过该空间的辐射热流就减少1+n 倍。
多层绝热是当前绝热性能最好的一种绝热型式，被称为“超级绝热”。
3 高真空多层绝热的传热机理在高真空多层绝热中,热流主要以3种形式进行传递：辐射传热、残余气体导热、间隔物与屏之间及间隔物中的固体导热［3］。
3.1 辐射传热［4，5］高真空绝热夹层中的残余气体多是空气、氢气、氦气等气体，而这些气体均可视为不吸收及非散性介质，因而不参与冷热壁面的辐射传热。
夹层中两壁面的辐射传热的比热流rad q 可由斯蒂芬-波耳兹曼定理计算：()21440−−=ϕεc h n rad T T c q （6） 式中：n ε——有效辐射系数；0c ——黑体的辐射常数，W c 801067.5−×=/m 2· K 4；h T ——热壁温度，K；c T ——冷壁温度，K；21−ϕ——辐射传热的角系数。
在LNG 储罐中，冷表面被外表面完全包围着，因此可以取121=−ϕ。
n ε可近似按长度为无限长的同心圆筒计算。
⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−+=11112211εεεr r n （7） 式中：1r ——内圆筒半径；2r ——外圆筒半径；1ε——内筒体材料的辐射率；2ε——外筒体材料的辐射率。
3.2 残余气体导热［5，6］通常情况下，层间残余气体运动的平均自由程L 与壁面间距δ之比远大于1，残余气体主要靠与壁面碰撞而传热的，分子之间的相互碰撞对传热所引起的作用可忽略不计（如果真空被破坏或充气冷却试件时不可忽略），两相邻屏之间残余气体导热的比热流ac q 为： ()c h m tac T T TP M R a q −−+=π811γγ （8） 式中：γ——气体比热比，v c c ργ=；m R ——普适气体常数，=m R 8.314J/（mol ·K）；M ——气体分子量；T ——真空计处的温度，K；P ——层间压力，Pa；t a ——气体分子与两屏间碰撞传热的总热适应系数。
111−−−−+=i i i i i i t a a a a a a a （9）式中：i a 、1−i a 分别为气体在两屏间的热适应系数，热适应系数反映了气体分子同壁面碰撞的热交换程度，当完全换热时1=i a 。
由公式（8）可知，残余气体导热比热流ac q 与界面温差及层间压力P 成正比，值得注意的是残余气体导热与层数成反比而与层间距离无关，这是自由分子状态气体导热的特点。
3.3 固体导热常用的多层绝热材料通常是由高反射率、低发射率的反射层和热导率小的间隔物组成。
因此在多层绝热中，通过固体传热的热阻可以认为是间隔层与反射层之间的接触热阻以及间隔层本身的热阻之和。
为了减少固体导热，应使间隔物与反射屏的接触面积尽可能小，并用热导率较小的材料作间隔物。
可用作中小型LNG 储罐的多层绝热反射率的金属有铝、铜、金、镍、不锈钢等。
通常采用质量轻而便宜的铝箔来制作反射屏。
用作间隔物的材料有玻璃纤维纸或布、尼龙网和植物纤维纸等。
通常由３种方式组合［2］：第一种组合是以铝箔作反射屏，以玻璃纤维纸、第19卷 第1期 石 油 规 划 设 计43尼龙网、丝绸等作为间隔物。
制作屏的铝箔的纯度要在99.5％以上，厚度通常为0.005～0.025mm，退火处理，表面光洁度为10～12级。
间隔物的选择，一是应使其与屏的接触面积尽可能小，因为间隔物和反射屏之间的界面热阻起着主导作用；二是用纤维直径小于微米级的制品作为间隔物，以增大间隔物本身的热阻。
玻璃纤维布应是无碱的，并在500～600℃下脱脂处理后方可应用。
第二种组合是以双面镀铝的涤纶薄膜作反射屏，间隔材料与第一种组合相同。
塑料薄膜的优点是强度高、重量轻、热导率低。
通常使用的厚度是0.006～0.02mm，真空镀铝层的厚度应为0.025～0.05μm，其镀层对可见光是半透明的，发射率约为0.03～0.05，比铝箔大。
第三种组合是不用间隔物的平面镀铝涤纶薄膜，或双面镀铝的涤纶薄膜，因为薄膜本身的热导率低，可以起间隔物的作用。
为了减少层间接触表面积，可将涤纶薄膜预制成永久变形的波浪形或槽纹状折皱。
4 影响LNG储罐绝热效果的因素4.1 多层中的真空度在LNG储罐的绝热空间中，残余气体压强的升高引起了绝热层温度分布的变化，气体导热量也随之变大。
为了降低因残余气体传导而引起的热流，必须设法减小多层中较高的残余气体压强，即提高层间真空度。
主要的方法有：一是预先在多层辐射屏上打许多小孔、给材料印花或褶皱化，以利于层间压力平衡，改善透气性，减少抽气阻力；二是在绝热层内用吸气剂吸附材料表面放出的气体分子，维持内层压强小于10-2Pa。
这可用填碳纸来实现，在造纸过程中，掺入活性炭、氧化铝和分子筛粉末等吸附剂。
实验证明，在多层绝热中使用填碳纸之后，热导率至少下降20%；三是对绝热材料进行烘烤，使材料所吸附的气体脱附出来，减少在抽真空时材料排放到层间的气体量。
4.2 压缩负荷的影响多层绝热结构的安装是将辐射屏与间隔物相间缠绕的，为使多层包扎物附贴在LNG内罐的壁面上，在缠绕时必然造成一定的压缩负荷。
层间压缩负荷越小越有利于绝热，但其值过小会造成多层屏变松脱落，失去绝热作用，故在实际缠绕多层屏时要掌握好力度。
优良的多层绝热结构应是相当松软，同时又具有较大的缠绕牢固性，在振动冲击下不会脱落。
4.3 多层的总层数与层密度的影响单位厚度多层绝热空间内辐射屏的数目称为层密度，通常用（屏/cm）表示。
从理论上讲，辐射屏层数越多、包的越密，辐射传热下降越多，从而提高绝热效果。
但事实上不是这样，文献［7］给出了层数大于25后当量热导率eλ（当量热导率反映真空夹层中导热、对流和辐射3种传热方式的综合传热性能，对于不同绝热材料主要通过量热实验计算求得）随层数与层密度的变化情况。
辐射屏层数、密度增加后当量热导率增加，这是因为层数及密度增大会造成抽真空阻力增大，从而造成残余气体导热加剧。
同时包缠越密，层间接触面积大，造成固体导热增加，都不利于绝热。
当然层数太少也达不到多层绝热的效果。
总层数在约10层时，随层数的增加绝热效果是变好的。
一般来说，10～30层是高真空多层绝热的最佳层数。
4.4 边界温度对高真空多层绝热性能的影响一些研究指出，在最佳层密度下，辐射热是高真空多层绝热中主要热量传递途径，当量热导率eλ与冷、热壁面温度，特别是与热壁温度关系极大。
可以通过实验的方法绘制eλ与冷、热壁面温度的关系曲线，从而得出eλ与边界温度的关系式。
中小型LNG储罐多采用高真空多层绝热结构，高真空多层绝热是一种绝热性能优良、工艺性很强的绝热型式。
为了保证LNG储罐的绝热效果，必须进行大量的实验和理论研究，认真地分析可能存在的各种影响因素及影响程度。
