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LNG运输船液货舱惰化方案仿真优化研究
| 论文题名： | LNG运输船液货舱惰化方案仿真优化研究 |
| 关键词： | 惰化流场;运输船;液货舱;仿真分析 |
| 摘要： | 面对石油资源日益枯竭的严峻形势，作为自然界三大能源之一的天然气越来越受到工业领域的青睐。由于世界上天然气能源的分布不均，全球天然气总交易量的30％来自于LNG运输船进行的海上运输。由于天然气本身易燃、易爆的特点，在LNG液货加装、运输过程，尤其是在加装过程中的安全性问题尤为重要。目前防止液货舱发生爆炸危险的主要方法为降低液货舱内部的氧浓度，即采用惰性气体驱除管路和液货舱内部的空气，使其氧含量降低到一定程度达到不助燃的效果。液货舱惰化效果的好坏直接影响到整个液货舱的安全性和惰化完成所需要的时间，而影响液货舱惰化效果好坏的直接因素为液货舱内部惰化流场的分布情况。因此，本文主要内容为通过对液货舱惰化流场的仿真分析，确定影响液货舱内部流场变化的因素，最终根据不同的工况要求提出不同的惰化流场优化方案。 首先，本文查阅、梳理关于惰化研究的国内外文献，理解掌握其相关的理论知识并了解其最新的发展现状和研究意义，以及对LNG运输船整个惰化系统的组成和船级社或者海事公约对惰化标准的相关规定进行介绍。 然后，对母型船单个液货舱结构及Fluent软件进行介绍，并应用Fluent软件仿真液货舱惰化的全过程，通过实船数据来验证模型的正确性。提出几种不同的液货舱惰化程度的评判标准并分析各自的优缺点。最终确定监测液货舱内部体积加权平均氧浓度值能很好地反映出液货舱整体氧浓度的变化。 其次，本文提出几种在实际工程中所应用的的惰化方案，并探究影响不同惰化方案效果的因素，最终根据不同惰化方案的特点和实际的工程要求，提出最佳的惰化方案。所得结论为，若惰化作业要求所用时间最短，选择完全混合置换方案。若惰化作业要求所有惰性气体量最少，选择抽真空置换方案。若同时考虑惰性气体的用量以及抽真空设备运行所消耗的电量，选择加压-抽真空方案。而在没有特殊要求的条件下不建议单独使用加压置换方案惰化液货舱。 最后，本文针对“大鹏昊”液货舱实际的惰化方案，从惰性气体的进口速度、液货舱的出口压力和惰性气体进、出口位置的布置三个方面进行优化。优化仿真的结果为:惰性气体的入口速度越快，液货舱出口压力越低，液货舱惰化速度越快;针对液货舱惰性气体进、出口位置对惰化速度的影响，当液货舱内惰化流场中所形成的涡旋数量越多时，惰化速度越快。根据以上结论，本文得出了最省时间和最省惰性气体量和电量的两种优化方案。 |
| 作者： | 宋洋 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 吴桂涛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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