障碍物对大型LNG储罐泄漏蒸气扩散影响的模拟研究

全球液化天然气(LNG)需求日益增长,其储存与运输过程中泄漏扩散致灾是LNG安全利用的关键。通过建立大型LNG储罐泄漏的三维数值模型,基于国家规范设计挡板和3种围堰,利用Fluent软件,对不同障碍物情况气云扩散的规律进行模拟计算分析。结果表明:在扩散初期,围堰高度对于阻挡气云向外扩散起决定性作用,能够有效地推迟气云在下风方向的扩散进程,设置的围堰可推迟气云的扩散行为3～6 min;当在下风向设置挡板时,气云在下风向的扩散距离增加了5.2%,没有达到抑制气云扩散的效果;通过改变围堰的长宽比,可以加强对气云扩散行为的抑制作用。该数值计算结果为设计优化LNG罐区围堰与挡板提供了理论依据,为应急程序的制定提供了理论支持。     

装卸作业接头密封圈失效LNG泄漏数值模拟研究

在LNG槽车装卸作业过程中,LNG快速接头长时间在低温高压下工作,接头的密封圈极易损坏,导致LNG泄漏,其后果不堪设想。使用FLACS建立LNG泄漏扩散模型,并以Falcon系列实验的现场实验数据验证了该LNG泄漏模型有效性。再以装卸作业时LNG快速接头密封圈失效导致LNG泄漏扩散为研究对象,建立LNG装车区实体模型,并分析该泄漏工况下LNG扩散规律、危险区域范围、可燃气云TNT当量和影响因素。结果表明,在密封圈完全失效的情形下,LNG扩散形成的燃烧爆炸危险区域最大直径为58 m,形成的可燃气体云团体积最大为178.7 m³,其TNT当量最大约为24 kg。      

城市埋地天然气管道泄漏扩散数值模拟

针对城市埋地天然气管道穿孔泄漏扩散问题,结合有限容积法,利用Gambit 2.4建立了天然气管道不同泄漏位置的CFD仿真模型,利用Fluent 6.3分别对天然气管道上部、下部及背风侧3种泄漏工况下,气体在土壤中和空气中的扩散规律进行了数值模拟。研究结果表明,下部泄漏在土壤和空气中的危险范围最大,关闭泄漏管段两端阀门以后,气体扩散危害范围逐渐变小。研究结果为城市埋地天然气管道泄漏事故现场人员疏散及安全抢修提供了理论依据。     

半封闭空间LNG泄漏安全性数值模拟研究

为了定量评价液化天然气(LNG)加注船上"冷箱"内发生泄漏后的风险,利用计算流体力学软件Fluent对"冷箱"在有、无强制通风条件下发生LNG泄漏后扩散和爆燃的过程进行了模拟研究。结果表明,在无强制通风时,"冷箱"内发生连续泄漏后,箱内可燃浓度区域随时间先变大后减小,在泄漏后60s、90s、120s、150s分别点燃时,达到的最大超压依次为29kPa、89kPa、76kPa、70kPa,会对箱体和人员造成严重伤害;在有强制通风时,泄漏后箱内甲烷浓度场在约100s后达到稳定,在泄漏后60s、90s、120s、150s分别点燃时,达到的最大超压依次为1.8kPa、1.9kPa、3.0kPa、3.1kPa,超压损害很小,但在爆燃后继续燃烧,会对箱体及内部设备造成高温热辐射损害。计算方法和结果可应用于"冷箱"等半封闭空间泄压防爆的安全设计。     

埋地输气管道穿孔泄漏扩散浓度的数值模拟

基于有限容积法,建立输气管道泄漏扩散模型。以天然气管道为例分析了管道穿孔泄漏的原因,并进行数值模拟,得出了不同时刻模拟区域内天然气云团的扩散特性,给出了不同时刻爆炸浓度范围。结果表明：埋地天然气管道泄漏后,随着扩散时间的增加,近地面附近区域受气体危险浓度作用时间较长,影响程度较大。该成果为管道安全抢修提供理论指导,也说明应用数值方法模拟埋地燃气管道泄漏扩散规律是可行的。     

基于MATLAB大型LNG储罐泄漏模拟分析

天然气作为清洁能源,日益受到世界各国青睐,天然气液化可以大大节省储存空间和运输成本,但也因此增加了天然气泄漏风险。概括介绍了国内液化天然气(LNG)发展现状,基于MATLAB软件对大型LNG储罐泄漏事故后果进行模拟和分析,并依此提出了相关安全对策。结果表明:LNG在泄漏形成蒸气云团并发生扩散时,在拟定的条件下,其扩散范围较广,影响范围很大。LNG泄漏后蒸气云扩散范围随泄漏速率、风速和泄漏点高度增大而增大,因此有必要从多方面制定措施保证LNG存储安全。     

液化天然气储罐泄漏扩散模拟研究

液化天然气(LNG)多为低温、低压储存,LNG储罐内存在酸性腐蚀环境,一旦泄漏容易引起大面积火灾.针对该问题,以LNG储罐为例,采用DNV Phast软件模拟泄漏扩散情况,分析不同工况条件下LNG的气体扩散、闪燃范围、喷射火危害、爆炸超压等.通过分析发现风向对蒸气云团的扩散有直接影响,研究结果可为LNG储气站的选址、站...     

平坦地区输气管路不同泄漏点气体扩散模拟

通过对平坦地区天然气管路不同泄漏点气体扩散模拟研究发现,静风条件下,天然气在大气中自由扩散稳定后,不同泄漏点泄漏后的速度、浓度分布趋势基本一致,均关于泄漏口垂直方向对称,喷口附近、喷口垂直上方及近地面区域的硫化氢浓度较高,属危险区域;有风条件下,喷射区域发生弯曲,气体扩散范围增大,风对污染物起输送、稀释、扩散作用,其效果随高度增加不断增强,模拟空间内危险区域随着风速的增大而减小.不管有无风力影响,泄漏口距集输起端越近危险性越大.模拟得出的不同位置气体泄漏扩散规律及危险区域,将为安全生产和应急抢险提供较好的参考依据.     

LNG重气连续点源泄漏扩散的数值模拟研究

针对LNG重气云团连续点源泄漏扩散， 结合箱模型和IIT-2模型分析了LNG云团的扩散特性。①首先，选取不同的气象条件，对扩散过程的速度、空气卷吸量、温度和高度进行数值模拟，讨论了不同大气条件下云团的流动规律、空气卷吸和气化过程等对云团扩散过程和方式的影响。数值模拟表明：一般情况下，LNG云团温度在分钟数量级达到了大气温度，进入被动扩散阶段；E级大气条件下，径向速率衰减较慢，进入被动扩散的过程非常缓慢；LNG气化过程不明显，重气效应未完全消失，不利于LNG云团的稀释和冲淡。②进而计算了下风向固定点处地面最大浓度值，并与Maplin Sands Fields Trial扩散实验的对比，验证了LNG重气扩散预测模型的可行性和合理性。③最后，分析了风速、泄放速率和大气条件对LNG扩散距离和爆炸上下限浓度扩散范围的影响。     

内河LNG船舶气体扩散、火灾和爆炸后果模拟

为了验证LNG作为内河船舶燃料的安全性,利用基于N-S方程的CFD计算软件对内河LNG船舶LNG泄漏后的扩散、火灾和爆炸后果进行了数值模拟。计算了不同工况下气体云团的扩散行为,得到了不同工况下最大液池面积、最大液池质量、平均蒸发率、气云最大扩散距离、最大气云体积等结果。比较了风速、风向、大气稳定度等不同环境因素对气体扩散行为的影响,并定量分析了池火灾和气体云团爆炸后对周边的影响。结果表明:①在LNG泄漏阶段,气体扩散表现为重气扩散的特征;②风速对可燃气体云团的扩散有明显影响;③通过设置围堰,能够在一定程度上减轻LNG泄漏对周边造成的不利影响;④若LNG泄漏后发生池火灾,船上大部分结构都会处于37.5 kW/m~2热辐射强度影响范围下,周边船舶和人员应迅速撤离至着火船舶35 m范围外以确保安全;⑤一旦可燃气体云团发生爆炸,爆炸产生的超压为1.4 kPa,主要后果为玻璃破碎,不足以对岸上设施造成严重破坏。     

浅谈宝应LNG供气站的建设

LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性 ,其体积约为同量气态天然气体积的 1/ 6 0 0 ,是一种有效的天然气供应形式。介绍了宝应LNG供气站使用的设备及工艺流程 ,工程建设期间遵循的标准及应注意的问题和解决办法     

基于ANSYS的LNG储罐罐体温度场的数值计算

LNG储罐结构复杂,储罐内部与外界环境存在着巨大温差,罐体温度场的数值模拟结果对于LNG储罐的设计具有参考价值。文章以全容式LNG储罐为例,选取1/12储罐的三维模型作为研究对象,建立了基于ANSYS软件的储罐罐体三维稳态温度场数值计算模型,计算得到罐体、罐底与罐壁连接处和罐顶与罐壁连接处的温度场分布图,并进行了分析。     

大型LNG接收站泄漏事故灾害效应分析与预测

LNG接收站的储运介质主要是液化天然气,由于其具有易泄漏、易挥发扩散等特性,泄漏形成的可燃蒸气云团有可能引发火灾爆炸等严重后果,分析并预测接收站LNG泄漏事故产生的灾害效应,可以为LNG接收站选址、布局设计和事故灾害预防提供参考。为此,利用FLACS软件,根据国内某大型LNG接收站的现场布局建立LNG泄漏扩散三维预测模型,采用相对偏差率对不同风速、风向和围堰高度条件下的LNG泄漏扩散行为进行分析与评价,预测了接收站LNG泄漏事故产生的灾害效应。研究结果表明:①在300 s的扩散时间内,LNG泄漏扩散呈现重力沉降特点;②定量分析了泄漏点位置对国内某拥有5个储罐的大型接收站LNG泄漏与扩散效应的影响,确定3号储罐泄漏造成的灾害效应影响最大;③围堰高度对LNG气云爆炸灾害效应的影响最大,其次为风速和风向,而风向对LNG气云窒息灾害效应的影响最大,其次为围堰高度和风速;④发生泄漏事故意外点火爆炸,热辐射死亡最大半径为170.1 m,三度烧伤最大半径为213.7 m,二度烧伤最大半径为261.7 m,一度烧伤最大半径为370.1 m,其气云团覆盖的范围基本是死亡区,人员重伤死亡。     

液化天然气泄漏与扩散的安全性分析

能源供应紧张的现状，使得我国的LNG进口量快速增长，LNG接收终端和港口设备可能发生LNG溢出的危险性及破坏性也备受关注。为此，介绍了我国LNG进口和终端建设情况，结合国内外LNG泄漏与扩散的试验和模拟，对可能发生的LNG船舶碰撞危害性、LNG泄露的扩散和火灾危险性等方面研究进行了综述和分析，并对其中的不确定性问题进行了讨论，给出了进行LNG风险评价的建议。     

国内外LNG内河运输安全标准现状及展望

LNG凭借其经济性与环保性,目前已成为各国未来水运行业绿色可持续发展首选的清洁燃料。为此,调研了国内外LNG内河运输相关标准规范及LNG近海航运和内河运输的标准法规、规范性指南和相关论文,归纳总结后得出认识:LNG内河运输安全标准主要涵盖了LNG船舶、船与船过驳、船岸交接、岸上设施、水上运输等5个技术领域,其重点是LNG加注码头和LNG加注船的设计标准,以及LNG船舶内河输运规则和LNG燃料动力船加注标准的制订。对比分析国内外安全标准后认为:①安全风险评估是对LNG船舶装卸过程和航道运输中可能出现的危险性及安全控制定量评价的科学方法,也是标准制订的发展方向;②目前我国的LNG内河运输安全标准体系尚不完善,主要缺乏LNG作为船用燃料的质量要求、加注作业的定义和加注操作规范、加注安全控制区域和船员专业培训要求等。整理归纳核心标准的主要内容和应用现状,对推动我国LNG在内河运输上的应用和相关标准的制修订有参考意义。     

LNG槽车装车过程BOG产生的动态模拟与分析

应用HYSYS Dynamic流程模拟软件,建立了LNG槽车装车的动态模型,实时模拟两种装车方式所产生BOG的压力、温度、流量、槽车压力等参数随时间的变化。模拟结果分析得出:装车结束时,带压装车方式具有槽车储罐压力高,装车累积流量、BOG产生量少,运行费用低,卸车时间短等特点,具有较强的可行性和经济性。     

考虑解吸扩散的页岩气藏气水两相压裂数值模拟

水力压裂是实现页岩储层有效开发的重要技术手段,而准确预测页岩气藏压裂井产量是保证页岩气高效开发的基础。以油气藏数值模拟和数值计算方法为工具,在考虑页岩基质块解吸扩散和窜流条件下,建立了页岩气藏气水两相压裂渗流数学模型,推导了数值计算模型,并研制了页岩气藏压裂产能模拟器,定量分析了裂缝参数、物性参数和解吸扩散参数对页岩气压裂井产量的影响。研究表明：水力压裂能有效提高单井产量,是页岩气藏高效开发的有效措施;压裂裂缝导流能力和天然裂缝渗透率是页岩气开采的主控因素,日产气量和日产水量随压裂裂缝导流能力和天然裂缝渗透率增加而增加;基质渗透率和扩散系数对产量的影响相对较小。