气化站中LNG泄漏扩散的数值模拟研究
发布时间：2020-12-08 13:32
近年来,LNG产业发展迅速,随着LNG气化站数量日益增加,LNG泄漏风险也有所增大。LNG泄漏会造成严重的人身财产损失和环境污染,因此采用合理的方法对气化站内中小型储罐LNG泄漏的规律进行研究,对于LNG站场的优化建设、应急措施及相关规范的制定等具有重要意义。本文以气化站中的150 m~3立式LNG储罐为研究对象,采用FLUENT软件对LNG泄漏扩散行为进行模拟,结合FLUENT二次开发端口,编写用户自定义函数(UDF)实现地面温度随LNG泄漏的实时变化,考虑甲烷密度随温度变化,并在此基础上研究风速、环境温度和储罐数量对泄漏扩散的影响。模拟结果表明:(1)LNG气化形成的低温甲烷在空气中具有显著的重气扩散特征,且防火堤对甲烷在近地面处的扩散有抑制作用。(2)地面边界加载UDF后,LNG泄漏后在防火堤内形成温度梯度,最低温度可达150 K,且同一泄漏时刻,甲烷垂直方向的扩散范围相比地面恒温时更小。(3)随着风速增大,地面高浓度甲烷在防火堤内覆盖面积增大,低浓度甲烷沿下风向扩散距离增大。泄漏15 s后,风速为0 m/s,2 m/s,5 m/s和10 m/s时,地面上浓度为0.01的甲烷下风...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Falcon实验装置及现象[22]
16（c） 模型 3 （d） 模型 4图 2-1 物理模型示意图2.3.3 网格划分划分网格时需考虑计算量和精确度，网格划分过细使得计算量增加，而网格划分粗糙则会影响计算结果的精确度，因此采用合理的网格划分方式十分重要。结构化网格相比于非结构化网格，其生成速度快，质量好，结构简单而相对应的网格数较小，但其适用范围较窄，无法应用于复杂的几何体。非结构化网格弥补了结构化网格适用范围窄的缺点，但对应生成的网格数量要多一些[30]。本模拟中我们更关注的是储罐周围的流场变化，无需计算流域所有空间都采用同一种网格划分，因此采用结构化网格和非结构化网格相结合，采用分体法将计算
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 10 个区域，如图 2-2 所示。泄漏口四周采用非结构化网格局部加所在区域采用非结构化网格局部加密，其余区域采用结构化网格向按照比例因子逐渐变疏。为保证计算结果与网格数不相关，根则确定网格数。单储罐模型的网格划分效果如图 2-3 所示，多储罐一致，在此不再赘述。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液化天然气发展现状及前景展望[J]. 林珑,曹传超,刘燕妮,王文静. 能源研究与利用. 2017(03)
[2]浅谈LNG的应用及在国内的发展[J]. 管西玲. 中国石油石化. 2017(01)
[3]LNG事故案例及安全防范措施[J]. 梅永春,吴洪松. 煤气与热力. 2016(10)
[4]公安部天津消防研究所开展大型LNG池火燃爆抑制试验[J]. 韩伟平. 消防科学与技术. 2015(03)
[5]立式液化天然气储罐泄漏数值模拟及分析[J]. 张水平,张驰. 江西理工大学学报. 2015(01)
[6]国内外LNG罐区燃爆事故分析及防控措施建议[J]. 孙晓平,朱渊,陈国明,陈习. 天然气工业. 2013(05)
[7]LNG泄漏扩散过程及研究方法分析[J]. 张琼雅,臧子璇,邱鸣,武维胜. 煤气与热力. 2013(04)
[8]液化天然气的泄漏问题[J]. 王秋莎,吴明,官学源,刘杰,张国军,杜义朋. 当代化工. 2012(09)
[9]风力等级划分参考表[J]. 聂若鹰. 气象水文海洋仪器. 2007(01)
[10]液化天然气站气体泄漏扩散的模拟实验[J]. 肖淑衡,梁栋. 中山大学学报论丛. 2007(02)
博士论文
[1]大型液化天然气储罐泄漏扩散数值模拟[D]. 庄学强.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]LNG泄漏扩散规律及危险浓度区域研究[D]. 王俊清.山东建筑大学 2017
[2]围堰对LNG储罐泄漏影响的模拟研究[D]. 蒋芳琴.华中科技大学 2016
[3]立式天然气储罐泄漏扩散数值模拟研究[D]. 张驰.江西理工大学 2015
[4]液化天然气泄漏扩散过程数值模拟[D]. 李雪.大连理工大学 2015
[5]中新生态城城市风环境生态指标测评体系研究[D]. 王英童.天津大学 2010
本文编号：2905172
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Falcon实验装置及现象[22]
16（c） 模型 3 （d） 模型 4图 2-1 物理模型示意图2.3.3 网格划分划分网格时需考虑计算量和精确度，网格划分过细使得计算量增加，而网格划分粗糙则会影响计算结果的精确度，因此采用合理的网格划分方式十分重要。结构化网格相比于非结构化网格，其生成速度快，质量好，结构简单而相对应的网格数较小，但其适用范围较窄，无法应用于复杂的几何体。非结构化网格弥补了结构化网格适用范围窄的缺点，但对应生成的网格数量要多一些[30]。本模拟中我们更关注的是储罐周围的流场变化，无需计算流域所有空间都采用同一种网格划分，因此采用结构化网格和非结构化网格相结合，采用分体法将计算
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 10 个区域，如图 2-2 所示。泄漏口四周采用非结构化网格局部加所在区域采用非结构化网格局部加密，其余区域采用结构化网格向按照比例因子逐渐变疏。为保证计算结果与网格数不相关，根则确定网格数。单储罐模型的网格划分效果如图 2-3 所示，多储罐一致，在此不再赘述。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液化天然气发展现状及前景展望[J]. 林珑,曹传超,刘燕妮,王文静. 能源研究与利用. 2017(03)
[2]浅谈LNG的应用及在国内的发展[J]. 管西玲. 中国石油石化. 2017(01)
[3]LNG事故案例及安全防范措施[J]. 梅永春,吴洪松. 煤气与热力. 2016(10)
[4]公安部天津消防研究所开展大型LNG池火燃爆抑制试验[J]. 韩伟平. 消防科学与技术. 2015(03)
[5]立式液化天然气储罐泄漏数值模拟及分析[J]. 张水平,张驰. 江西理工大学学报. 2015(01)
[6]国内外LNG罐区燃爆事故分析及防控措施建议[J]. 孙晓平,朱渊,陈国明,陈习. 天然气工业. 2013(05)
[7]LNG泄漏扩散过程及研究方法分析[J]. 张琼雅,臧子璇,邱鸣,武维胜. 煤气与热力. 2013(04)
[8]液化天然气的泄漏问题[J]. 王秋莎,吴明,官学源,刘杰,张国军,杜义朋. 当代化工. 2012(09)
[9]风力等级划分参考表[J]. 聂若鹰. 气象水文海洋仪器. 2007(01)
[10]液化天然气站气体泄漏扩散的模拟实验[J]. 肖淑衡,梁栋. 中山大学学报论丛. 2007(02)
博士论文
[1]大型液化天然气储罐泄漏扩散数值模拟[D]. 庄学强.武汉理工大学 2012
硕士论文
[1]LNG泄漏扩散规律及危险浓度区域研究[D]. 王俊清.山东建筑大学 2017
[2]围堰对LNG储罐泄漏影响的模拟研究[D]. 蒋芳琴.华中科技大学 2016
[3]立式天然气储罐泄漏扩散数值模拟研究[D]. 张驰.江西理工大学 2015
[4]液化天然气泄漏扩散过程数值模拟[D]. 李雪.大连理工大学 2015
[5]中新生态城城市风环境生态指标测评体系研究[D]. 王英童.天津大学 2010
本文编号：2905172
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