液化天然气泄漏扩散数值模型分析

简述了常用的LNG泄漏扩散模型,分析了这些模型的优缺点及适用性,重点介绍了液化天然气泄漏扩散CFD模型公式,分析了应用大型LNG泄漏现场试验对LNG泄漏扩散CFD模型的验证数据.分析结果表明:同其他的模型相比,液化天然气泄漏扩散CFD数值模型具有更好的预测精度.     

浮式液化天然气生产储卸装置重气泄漏扩散模拟分析

为了研究浮式液化天然气（FLNG）生产储卸装置的甲板上部区域储罐发生泄漏后的扩散后果,建立了FLNG装置甲板上部区域的泄漏扩散模型,并利用计算流体力学（CFD）技术对其进行了液化天然气（LNG）重气泄漏的扩散模拟,得到了扩散后的区域影响结果,模拟结果满足重气扩散过程的堆积理论和低压卷吸理论．结果表明：该模型和模拟方法能够在一定程度上反映LNG泄漏扩散的真实物理情况,当离生活区最远储罐的前表面发生泄漏后,其泄漏范围不会扩散到生活区,对生活区没有影响;而当位于FLNG中部附近的储罐前表面发生泄漏后,在动力区建筑物的影响下,生活区背风处会形成低压空腔区,且该区域的LNG浓度较高．     

液化天然气泄漏扩散数值模拟

针对液化天然气水面泄漏蒸发产生的低温天然气扩散问题,基于Monin-Obukhov相似理论,使用FLUENT软件,模拟Coyote系列实验3、5.计算结果与实验结果、SLAB和DE-GADIS模型模拟结果比较表明,使用FLUENT软件模拟结果更接近实验数值.同时,通过设定FLUENT软件中壁面的热传导速率和液化天然气的蒸发速率,模拟液化天然气在水面和地面泄漏和扩散过程,结果表明,液化天然气水面泄漏扩散时水面最大体积分数高于地面泄漏扩散情况.     

液化天然气泄漏扩散数学模型分析

液化天然气(LNG)的泄漏扩散已成为安全领域的一个重要研究内容,以LNG蒸气云扩散数学模型的开发进展为对象,详细分析了用于该类型扩散的经验模型、积分模型、浅层模型、拉格朗日非线性烟团模型、计算流体力学(CFD)模型。研究指出:尽管基于Navier-Stokes(N-S)方程的模型在所有模型中性能最好,但用于预测LNG泄漏扩散时,仍有许多值得改进的地方,如要考虑科里奥利力和气象因素等的影响。最后,重点针对当基于N-S方程的CFD模型用于LNG扩散时需要改进的地方进行了展望。     

液化天然气泄漏扩散和池火灾害研究现状与展望

液化天然气(LNG)作为一种清洁能源在造福人类的同时带来了一些安全挑战。自20世纪克利夫兰发生了严重的LNG泄漏火灾事故并造成大量的人员伤亡以来,众多学者开始重视液化天然气安全问题,并展开工作分析LNG主要危害,研究LNG危害防护措施。本文介绍了LNG的危险特性并综述了20世纪克利夫兰事故发生后至今主要的LNG泄漏扩散和池火灾分析以及防护研究工作。LNG危害分析工作包含LNG泄漏源项、蒸气扩散以及池火灾等主要危害分析;LNG危害防护工作涉及堤堰防护LNG泄漏,利用水幕和高倍泡沫控制LNG气体和火灾灾害研究等;并建立了数值模型描述LNG泄漏及相关事故危害特性,为进一步研究LNG灾害和防护提供了理论基础。针对LNG池火灾事故的热辐射危害,其事故预防、危害分析及危害控制仍需深入开展研究。本文展望了今后LNG池火灾危害分析和利用堤堰及高倍泡沫进行危害防护研究的主要方向。     

基于Fluent城市天然气管道泄漏扩散研究

天然气管道发生泄漏会造成一定的危险性,很有可能造成爆炸等危害性极大的事故。通过对泄漏气体危险边界的研究,可以确定天然气泄漏扩散形成的危险区域。本文通过利用Fluent模拟软件对泄漏时间、泄漏孔径和障碍物三种情况进行模拟分析,分析不同工况情况对天然气泄漏扩散的影响,为处理泄漏事故提供理论依据。     

城镇高层建筑区天然气管道泄漏扩散特性

当今城镇建筑布局集中且楼房高度超高,因第三方施工破坏等造成的城镇天然气管道泄漏事故频发,在建筑区可能造成严重的事故危害,所以模拟天然气泄漏后在建筑群间的扩散行为是很有必要的。本文基于城镇布局形式多样的特点,利用Fluent软件对4种不同建筑布局下的天然气管道泄漏扩散进行模拟,探究了不同建筑布局下的天然气扩散特性、总结危险区域。模拟结果表明围合式布局是4种布局形式中最危险布局;建筑群范围内,距离泄漏源近端天然气扩散自下而上发展,距离泄漏源远端天然气受涡旋作用影响自上而下沉降聚集;建筑物对天然气扩散的阻挡作用导致天然气在迎风侧建筑壁面聚积,天然气危险区域出现在建筑体外壁及建筑物顶部位置。该研究对于指导天然气事故预防和减小事故危害有十分重要的意义。     

保冷层对液相管道泄漏影响的试验与仿真研究

包覆层下腐蚀(corrosion-under-insulation,CUI)是一种常见的管道缺陷形式,极易造成管道内物质泄漏,进而引发火灾爆炸及中毒等严重后果。泡沫玻璃作为一种不燃的保冷材料,广泛用于LNG液化装置以及储运设施中,为管道和装置保冷;而在保冷层的覆盖下,管道的腐蚀点很难被发现。在液相裸管管道小孔泄漏试验的基础上,设计试验探究泡沫玻璃保冷层对泄漏压降、泄漏速率、泄漏稳定压力的影响,并建立数学模型进行理论研究,同时利用计算流体力学软件FLUENT对试验模型进行仿真模拟。结果表明:由于泡沫玻璃包覆管道泄漏过程的特殊性导致模拟结果和试验值有所差异,经修正后模拟得到的泄漏速率与试验值达到较好的一致性;仿真结果能够解释和验证泡沫玻璃保冷层对于液相管道小孔泄漏的抑制作用。     

典型危险化学品事故模拟试验研究

研究设计了池火灾、有毒物质泄漏等典型危险化学品事故场景,并采用相关系数、偏差等方法与选择的理论计算模型进行了对比分析.事故模拟试验结果表明,池火灾事故模拟试验值与计算值的相关系数、偏差分别为0.993,7.9%,有毒物质泄漏模拟试验值与计算值的相关系数和偏差分别为0.976、22.6%,试验数据与模型计算结果具有较好的一致性,拟合性较好,事故计算模型具有较高的准确度.研究成果对确定危险化学品事故计算模型、科学分析危险化学品事故后果提供了技术支持.     

液化天然气船水上泄漏事故源强计算方法

为更准确地计算液化天然气(LNG)船水上泄漏源强,研究了LNG船泄漏时LNG蒸发率、真空阀补气率、LNG泄漏率与货舱蒸汽压力变化间的相互作用机理,分析了货舱类型对泄漏源强的影响,给出改进的LNG船水上泄漏源强计算方法.结果表明:LNG船泄漏时货舱液面上方的压力会降低,从而影响实际泄漏速率,而且泄漏孔径越大,影响越严重;Membrane型货舱的泄漏源强特性与矩形舱较接近,Moss型货舱泄漏源强特性与矩形舱差别较大.     

液化天然气泄漏的事故树分析

 液化天然气（LNG）作为当今世界增长最快的清洁能源，在中国得到越来越广泛的应用，但在储存过程中，一旦发生泄漏将会导致重大事故。为保证清洁能源的生产和应用，LNG泄漏后的模型和扩散后的危害研究已得到广泛的关注。事故树分析是一种表示与导致灾害事故有关的各种因素因果关系和逻辑关系的分析法，具有直观、全面、有效等优点。目前利用事故树分析法对LNG的泄漏还缺乏系统性研究。本文采用最小割集法对引起LNG泄漏的因素进行系统分析，定量确定了影响因素的顺序，结果表明，罐体和管路的失效以及人为因素是导致LNG泄露的主要因素。从此入手加强防范，必能提高LNG安全工作的水平，必能确保其储存的安全性、运行可靠性以及安全对策的准确性提供了可靠的理论依据。     

LNG储罐区BLEVE爆炸危险性分析及扑救对策

综合SFPE推荐的火球热辐射计算模型,结合热辐射伤害破坏准则,分析了LNG储罐区发生沸腾液体扩展蒸气爆炸的危险性,应用该方法计算分析了某LNG站发生沸腾液体扩展蒸气爆炸时的伤害破坏范围。根据计算分析结果,液化天然气罐区一旦发生沸腾液体扩展蒸气爆炸事故将对周围的人员及设备带来毁灭性的破坏,应采取措施杜绝液化天然气泄漏事故的发生,同时,提出了人员及装备的安全距离。     

大型LNG储罐外罐环向预应力筋布置优化

大型LNG(液化天然气)储罐的外罐采用预应力混凝土结构,用来负责收集由于偶然原因从內罐中渗漏出的液化天然气。內罐在泄漏状态下内力分布和变形较为复杂。我国LNG事业起步较晚,国内对大型LNG储罐外罐的研究较少,尚不能完全自主设计大型LNG预应力储罐。为打破大型LNG储罐国外技术垄断,实现国内自主设计提供理论依据,以某16万m3LNG储罐为例,应用大型有限元软件ANSYS对內罐泄漏状态下的外罐进行有限元分析。根据內罐泄漏状态下外罐应力和变形规律,逐步优化外罐环向预应力筋配置。最终提出合理的环向预应力筋布置方案。     

液化天然气贸易现状及未来发展趋势

液化天然气(LNG)相较石油、煤炭等传统能源,拥有更多优势,因此各国都在加大对天然气的开采和贸易的投入.根据相关数据,分析了液化天然气国际贸易的发展现状,通过对需求和供应双方的分析,对未来LNG贸易趋势进行了展望,并在此基础上得出液化天然气贸易将朝着更加流体化的方向转变.     

LNG船泄漏建模与火灾危险性分析

分别对发生在海平面以上及水下时液化天然气(LNG)船发生的泄漏进行动力学建模,得出了LNG船泄漏量、出流速度及泄漏质量流量与船体裂口位置的相关方程.针对裂口在海面以上的情况,根据一个算例对所建立的泄漏模型进行了验证分析,结果表明基于平均泄漏速率所得到的泄漏时间是比较准确的.对发生泄漏的LNG船进行了火灾及爆炸危险性分析...     

液化天然气泄漏事故危害与处置措施

泄漏是天然气供应系统中最典型的事故,LNG火灾和爆炸绝大部分都是由泄漏引起的,研究LNG泄漏的相关问题对于LNG安全具有重要价值.本文主要介绍LNG泄漏后的扩散规律及危害特性,并在此基础上给出相应的计算和处置方法,为类事故的应急处置提供参考.     

液化天然气点供站泄漏爆炸事故后果分析

液化天然气(LNG)点供站因其便利性和经济性已成为城镇和工业补充气源的优先选择,但由此带来的安全隐患和突发事故也引起关注和重视。为研究LNG点供站管线3种泄漏方向下天然气浓度分布、爆炸超压和温度变化规律,基于计算流体动力学方法,使用FLACS软件建立三维模型并进行数值模拟。结果表明：水平泄漏和向上45°泄漏条件下,泄漏气体云团影响范围达到稳定的时间分别为120和30 s,垂直泄漏气云达到稳定时间最短仅需5 s。水平泄漏场景下,泄漏气体可扩散至气化器以及储罐周围,其影响范围大于向上45°泄漏和垂直泄漏。向上45°泄漏爆炸产生的最大超压高于其他两个场景下的最大超压,且影响范围最大。水平和向上45°泄漏时,高温区域主要集中在气化器的底部和左侧,2种场景燃烧产生高温对气化器的安全运行具有较大的安全隐患,而垂直泄漏高温区域主要分布在泄漏口上方,对设备造成的影响最小。     

隧道内液化天然气管道泄漏爆炸过程的数值模拟

 为了解隧道内液化天然气(LNG)管道泄漏爆炸事故的发展规律,以某实际工程为例,运用计算流体动力学方法建立隧道内LNG管道泄漏爆炸模型,分别以3种不同的边界条件对LNG泄漏爆炸过程进行了数值模拟计算。针对隧道两端为固壁和设泄压结构2种情况下的爆炸过程,通过数值模拟得到了3种不同泄漏强度条件下隧道内LNG泄漏爆炸峰值超压情况,并以此为依据判定其破坏性。结果表明,隧道两端为固壁或设泄压结构时,在泄漏强度最小及最大2种情况下爆炸形式均为爆燃,会对隧道内设施产生较严重破坏;泄漏强度居中的情况下,则会发生爆燃转爆轰过程,破坏力极强,应避免此种情况的发生。     

狭长密闭空间高硫天然气泄漏组合控制效果研究

为研究底板排气、通风及挡烟垂壁对狭长密闭空间高硫天然气泄漏控制效果,利用ANSYS Fluent 19.2软件模拟多种工况下硫化氢摩尔含量为5%的高硫天然气持续泄漏60 s后硫化氢及甲烷分布特征。分析底板排气速度、通风风速及挡烟垂壁下垂高度对泄漏高硫天然气分布影响规律。结果表明：增设挡烟垂壁使泄漏高硫天然气形成涡流,挡烟垂壁下垂高度应设置为0.5 m;当底板排气速度为4.0 m/s,采用0.63 m/s通风能将泄漏高硫天然气限制在泄漏口所在挡烟垂壁区间,为最优组合;通风及底板排气系统能在高硫天然气云团表面形成空气膜,可防止高硫天然气大范围扩散。     

首台国产LNG中间介质气化器研制成功

由航天科工哈尔滨风华有限公司自主设计开发的我国首台LNG（液化天然气）中间介质气化器研制成功，该设备通过了性能测试，已运抵浙江宁波中海油LNG接收站进行现场安装，预计2014年底前进行满负荷试验，这标志着我国液态天然气气化设备核心技术长期被日本垄断的局面被打破。