LNG運(yùn)輸船液貨艙惰化方案仿真優(yōu)化研究.pdf

1、面對石油資源日益枯竭的嚴(yán)峻形勢，作為自然界三大能源之一的天然氣越來越受到工業(yè)領(lǐng)域的青睞。由于世界上天然氣能源的分布不均，全球天然氣總交易量的30％來自于LNG運(yùn)輸船進(jìn)行的海上運(yùn)輸。由于天然氣本身易燃、易爆的特點(diǎn)，在LNG液貨加裝、運(yùn)輸過程，尤其是在加裝過程中的安全性問題尤為重要。目前防止液貨艙發(fā)生爆炸危險(xiǎn)的主要方法為降低液貨艙內(nèi)部的氧濃度，即采用惰性氣體驅(qū)除管路和液貨艙內(nèi)部的空氣，使其氧含量降低到一定程度達(dá)到不助燃的效果。液貨艙惰化效果

2、的好壞直接影響到整個(gè)液貨艙的安全性和惰化完成所需要的時(shí)間，而影響液貨艙惰化效果好壞的直接因素為液貨艙內(nèi)部惰化流場的分布情況。因此，本文主要內(nèi)容為通過對液貨艙惰化流場的仿真分析，確定影響液貨艙內(nèi)部流場變化的因素，最終根據(jù)不同的工況要求提出不同的惰化流場優(yōu)化方案。
　　首先，本文查閱、梳理關(guān)于惰化研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)，理解掌握其相關(guān)的理論知識并了解其最新的發(fā)展現(xiàn)狀和研究意義，以及對LNG運(yùn)輸船整個(gè)惰化系統(tǒng)的組成和船級社或者海事公約對惰化標(biāo)

3、準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行介紹。
　　然后，對母型船單個(gè)液貨艙結(jié)構(gòu)及Fluent軟件進(jìn)行介紹，并應(yīng)用Fluent軟件仿真液貨艙惰化的全過程，通過實(shí)船數(shù)據(jù)來驗(yàn)證模型的正確性。提出幾種不同的液貨艙惰化程度的評判標(biāo)準(zhǔn)并分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)。最終確定監(jiān)測液貨艙內(nèi)部體積加權(quán)平均氧濃度值能很好地反映出液貨艙整體氧濃度的變化。
　　其次，本文提出幾種在實(shí)際工程中所應(yīng)用的的惰化方案，并探究影響不同惰化方案效果的因素，最終根據(jù)不同惰化方案的特點(diǎn)和實(shí)際的工程

4、要求，提出最佳的惰化方案。所得結(jié)論為，若惰化作業(yè)要求所用時(shí)間最短，選擇完全混合置換方案。若惰化作業(yè)要求所有惰性氣體量最少，選擇抽真空置換方案。若同時(shí)考慮惰性氣體的用量以及抽真空設(shè)備運(yùn)行所消耗的電量，選擇加壓-抽真空方案。而在沒有特殊要求的條件下不建議單獨(dú)使用加壓置換方案惰化液貨艙。
　　最后，本文針對“大鵬昊”液貨艙實(shí)際的惰化方案，從惰性氣體的進(jìn)口速度、液貨艙的出口壓力和惰性氣體進(jìn)、出口位置的布置三個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化仿真的結(jié)果為