LNG運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運輸船進行的海上運輸。由于天然氣本身易燃、易爆的特點，在LNG液貨加裝、運輸過程，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液貨艙的安全性和惰化完成所需要的時間，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、梳理關于惰化研究的國內(nèi)外文獻，理解掌握其相關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運輸船整個惰化系統(tǒng)的組成和船級社或者海事公約對惰化標

3、準的相關規(guī)定進行介紹。
　　然后，對母型船單個液貨艙結(jié)構(gòu)及Fluent軟件進行介紹，并應用Fluent軟件仿真液貨艙惰化的全過程，通過實船數(shù)據(jù)來驗證模型的正確性。提出幾種不同的液貨艙惰化程度的評判標準并分析各自的優(yōu)缺點。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，本文提出幾種在實際工程中所應用的的惰化方案，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和實際的工程

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。若同時考慮惰性氣體的用量以及抽真空設備運行所消耗的電量，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”液貨艙實際的惰化方案，從惰性氣體的進口速度、液貨艙的出口壓力和惰性氣體進、出口位置的布置三個方面進行優(yōu)化。優(yōu)化仿真的結(jié)果為