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基于FDS数值模拟的LNG趸船池火危险距离分析
| 论文题名： | 基于FDS数值模拟的LNG趸船池火危险距离分析 |
| 关键词： | 液化天然气趸船;天然气油池火灾;安全距离;热辐射;FDS软件;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来，随着“气化长江”、“长江绿色物流创新工程”等长江内河船舶“油改气”项目的逐步推进，液化天然气（LNG）作为一种经济，绿色、安全的新能源逐步被大众所熟知，已被公认为行业绿色能源的未来第一个选择，而其中灌装是天然气（LNG）供应链中关键的一种水路运输方式。如今,在国际上水上加注LNG的方式主要为槽车对船的加注、船对船的加注、海上浮动站对船的加注、岸站对船的加注以及船上整体储罐的替换等。目前比较适用于我国长江上LNG动力船能源供应的加注方案是LNG加注趸船对船的加注。 在LNG加注船上，一旦发生LNG泄漏,由于LNG自身特殊性质,当遇到火源时，会造成LNG火灾甚至是爆炸。而其中LNG油池火灾（LNG pool fire）是最有可能发生、并且最为严重的火灾形式。由于LNG油池火焰对外的辐射作用，当热辐射达到一定值时，会对人员、钢制上层建筑及陆上建筑造成不可估量的损伤。而且在LNG油气趸船上油舱内储存着燃油，当发生LNG火灾造成周围环境温度骤增时，若是油舱温度上升至燃油自燃温度之上时，会使燃油自燃并发生油舱火灾。 为了研究LNG池火灾时期的火焰热辐射影响，本文利用计算机模拟的方法分析LNG油池火灾的过程及影响，并分析火焰热辐射随辐射距离变化规律。 本文首先选用5组不同直径的LNG液池作为研究的对象，并利用建模软件Pyrosim对这5组LNG池火灾进行3D建模。通过查阅LNG自身性质及LNG池火灾相关国内外资料及文献，确定LNG池火灾相关参数，设置不同LNG池火反应情景。通过火灾动力学模拟分析软件FDS来模拟LNG池火灾辐射影响，重点研究火焰辐射随辐射距离变化规律，计算特定辐射值下的火焰辐射距离，并与已有的实体火焰模型计算得到的火焰辐射距离对比，分析FDS计算结果的误差及准确性，并得到FDS模拟计算较实体火焰模型优势，阐明本文选用FDS软件计算热辐射的原因。然后通过分析得到钢制上层建筑、陆上建筑及人员所能承受的临界热辐射通量值，利用FDS软件计算尺寸为27.5m×12.9m×0.9m的趸船LNG液池在临界热辐射值下的辐射距离，确定趸船上层建筑、陆上建筑及人员布置的最小安全距离。 最后通过建立主尺度为90m×12m×3m的LNG油气加注趸船模型，并通过FDS软件模拟计算钢制上层建筑接收的热辐射值，以验证最小辐射安全距离计算结果的准确性。同时通过FDS软件模拟趸船油舱升温情况，提出油舱安全布置意见，为类似的趸船火灾问题提供借鉴意义。 |
| 作者： | 喻露 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计与制造 |
| 导师： | 陈顺怀;杨志青 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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