环境条件对LNG泄漏扩散影响的模拟研究

随着液化天然气用量的增加,其发生泄漏的频率也随之增加。准确认识环境条件对泄漏LNG扩散范围的影响已成为政府及企业关注的重点。模拟分析了大气稳定度等级、空气相对湿度及地表粗糙度对LNG泄漏事故后果的影响。结果表明：随着大气稳定度等级的增加,LNG泄漏事故后果严重度逐渐增加;随着空气相对湿度的增加,LNG泄漏事故影响后果先增加后减少,这种趋势随大气稳定度等级的增加而越加明显,且事故后果严重度也相应增加;随着地表粗糙度的增加,LNG泄漏事故影响后果基本呈现出逐渐减小的趋势。研究结果对指导LNG安全储运、使用及事故后果控制具有一定的意义     

LNG沸腾液体扩散蒸气云爆炸火球事故后果分析

作为当今世界增长最快的清洁能源,液化天然气(LNG)在储存过程中一旦发生泄漏,将会导致重大事故.采用沸腾液体扩散蒸气云爆炸(BLEVE)火球模型,模拟分析100 m3液化天然气储罐发生沸腾液体扩散蒸气云爆炸的事故后果,定量计算事故的伤害半径、财产损失半径、伤亡人数,为事故预防提供依据.     

LNG重气扩散安全距离及影响因素

LNG储存温度为-161.5 ℃,一旦发生泄漏,迅速蒸发后的气体密度约为空气密度的1.5倍,低温的重气云团将会发生重力沉降;同时,由于大气湍流将空气卷吸进入云团内部,低温重气云团也会被加热,向正浮性气体扩散转变。为此,研究了LNG大规模持续泄漏产生的气体扩散问题,建立了LNG泄漏时安全距离的计算方法,并分析对安全距离的影响因素。从DEGADIS重气扩散基本模型出发,建立了LNG泄漏扩散时的场景条件和计算程序,并考虑了LNG向下风向扩散过程中受热形成的浮升效应以及风速和大气不稳定度的影响。所建立的方法比其他方法具有更好的准确性和适用性。通过与LNG泄漏扩散实地实验（Burro系列实验）数据进行比较,验证了该方法的计算结果,平均相对偏差为24.82%。通过研究风速、大气稳定度、泄漏源大小、围堰尺寸等因素对LNG气体扩散的影响,确定了不同条件下LNG扩散的安全距离要求。     

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...     

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天然气管道发生泄漏扩散是输气管道事故危害的根本原因，因此建立输气管道泄漏扩散的合理模型是正确评估输气管道事故损失后果的关键技术之一。通过分析高斯（Gaussian）模型、Sutton模型和重气模型等常见气体扩散数学模型在模拟天然气管道泄漏扩散过程中的局限性，结合天然气管道泄漏扩散过程的特殊性，在同时考虑输气管道孔口泄漏过程的射流作用和膨胀效应，以及重力作用和水平风速对天然气扩散的影响效果的基础上，建立起了适合天然气管道泄漏特点的扩散模型。该模型从考虑因素的合理性和气体泄漏边界条件的选取上都更加符合天然气管道泄漏扩散过程的实际情况。此外还对新建模型的科学合理性和使用可靠性进行了算例模拟分析检验。     

高含硫天然气复杂地面扩散模拟研究

文章通过对高含硫天然气在地面的扩散过程进行软件模拟的方法,预测在钻井过程中出现天然气泄漏时气体在地面的扩散状况,从而指导高含硫天然气勘探开发工程项目的安全性评价,以及在含硫天然气意外泄漏后,制定补救与防护措施。文章研究了AERMOD和CTDMPLUS气体扩散数学模型并进行了优化处理,解决了扩散模型与GIS结合所面临的关键技术问题,在此基础上开发一套和GIS紧密结合的含硫天然气地面扩散模拟软件,并对LJI6H井喷事故实例中高含硫天然气的扩散过程进行了事后模拟,模拟结果与事故实际统计情况一致,这说明文章的理论方法及软件完全能为出现气体泄漏事故处理时,提供安全撤离区域方案。     

基于FLUENT的LPG球罐泄漏扩散规律探究

针对液化石油气球罐泄漏扩散问题,基于计算流体动力学软件FLUENT,参照某型号球罐,建立球罐的三维模型。模拟得到LPG的泄漏扩散分布规律,并根据LPG的1.5%(φ)~9.5%(φ)爆炸极限确定LPG泄漏后的危险区域。模拟结果得出LPG泄漏扩散的规律并以此预测LPG泄漏扩散危险区域。为此类事故的预防、控制以及人员应急逃生等提供了参考。     

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。     

气体泄漏扩散过程及影响因素研究

气体的泄漏扩散是石油、化工企业的常见事故之一。对于易燃易爆气体,在泄漏和扩散的过程中,可能发生火灾甚至爆炸;而毒性气体的泄漏扩散则可能对人员造成伤害及带来环境污染等。研究气体泄漏扩散的规律及影响因素,对于安全管理、事故调查分析、工程设计、应急措施及风险评估具有重要的意义。以饱和丁烷为研究对象,运用DNV公司的PHAST软件,探讨了气相泄漏扩散规律,对影响气体扩散的风速、大气稳定度、地面粗糙度等因素进行了研究。研究结果为制定气相泄漏扩散的预防及管理措施提供了依据。     

小型移动式LNG橇装回收站防火间距探讨

目的 核实小型移动式LNG橇装回收站内集中控制室、装车区值班室与LNG设施遵循现有标准规定的防火间距是否满足生产实际要求。方法 利用挪威船级社研制的PHAST软件,选取具有代表性的泄漏工况,对LNG泄漏可能引发的池火热辐射、喷射火热辐射、蒸气云爆炸及蒸气云扩散影响距离进行模拟计算。结果 得出了LNG设施在不同泄漏孔径情况下引发不同事故后果的影响距离。结论 基于工艺管道泄漏概率统计,给出了小型移动式LNG橇装回收站内集中控制室、装车区值班室与LNG设施防火间距的建议。     

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。     

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LNG作为一种清洁、优质燃料已广泛应用生产与生活，但作为一种深冷液体，人们对LNG的低温安全性能却了解不多。为此，阐述了LNG的密度、温度、蒸发以及溢出与扩散等特性；列举了来自LNG的危险性：①储存过程中的沸腾与翻滚；②低温冻伤；③泄露；④低温麻醉；⑤窒息；⑥冷爆炸；⑦火灾。最后从工艺装置安全设计、可燃气体探测设施、事故切断系统（ESD）、消防水系统、使用泡沫控制蒸气扩散及辐射、人身安全保护、低温冻伤急救等方面，探讨了安全防护的方法与措施。     

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。      

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。     

LNG泄漏危害及水幕紧急处理技术

液化天然气(LNG)正在越来越大量和越来越广泛地被使用,这导致了LNG在生产、运输和使用等环节发生火灾和爆炸的潜在危险性增加。目前,喷射水幕被广泛认为是最有效且最具前景应用的控制和降低LNG泄漏蒸气云危害的技术。LNG的泄漏危害、泄漏特征、泄漏检测以及利用水幕紧急处理事故等被介绍。     

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随着我国对液化天然气(LNG)的大量进口以及随之而来的LNG的广泛应用。LNG的储运安全性问题就显得越来越突出。传统的研究液化天然气的理论主要是运用经典的确定性理论，而LNG的分层、涡旋、扩散、爆炸、轰燃等现象是复杂的非线性动力系统，运用经典的确定性理论来研究这些现象，可能会抹杀其复杂性本质。文中通过研究LNG物性和状态变量对LNG分层、涡旋、泄漏、扩散、爆炸和轰燃的影响，归纳出LNG储运常见事故发生的热力条件和事故形成的特点。建立描述LNG涡旋的分形模型、描述对流分层和泄渭扩散的时空混沌模型、描述爆炸和轰燃的突变模型，并用耦合映象格子模型等方法对所建立的模型进行数值模拟，以达到定量描述LNG事故发生、发展过程的目的。用项目研究和调研所得的数据构成训练样本集，结合非线性理论、模糊理论、人工神经网络，构造出完整的预测和评价模型，实现了对LNG储运常见事故的实时预测和储运系统安全性的智能化评价，为建立安全的LNG储运系统提供了理论依据。     

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。     

LNG沉浸式气化器的数值模拟

液化天然气调峰系统中常用沉浸式气化器。与普通换热器相比,LNG沉浸式气化器有很多特殊性。为实现LNG沉浸式气化器的合理设计,必须掌握其内的两相流动流场及其传热特性,而LNG沉浸式气化器内流体流动和换热方面的数值模拟尚未见报道。在分析、组合其他模型的基础上,建立了LNG气化器内流动与传热过程的物理和数值模型,用标准湍流模型描述流体的湍流流动,用混合物模型处理多相流动,用离散相模型描述射流气体与水浴的相间耦合计算,用UDF函数添加源项方法描述液体气化过程,对LNG沉浸式气化器进行了三维数值模拟。获得了管程LNG气化过程中气、液相分布和流动情况,讨论了换热管倾斜角、射流气体雷诺数、射流喷嘴与换热管相对位置对气化过程的影响。结果表明,换热管向上倾斜2°以上可避免产生气阻现象;喷嘴射流气雷诺数在50 000左右、喷嘴与换热管同位布置换热效率最高。