半封闭空间 LNG 泄漏安全性数值模拟研究.pdf

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1、石油与天然气化工第４５卷第３期CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS９７半封闭空间LNG泄漏安全性数值模拟研究韩力刘鑫鹏马金晶郭开华中山大学工学院摘要为了定量评价液化天然气（LNG）加注船上“冷箱”内发生泄漏后的风险，利用计算流体力学软件Fluent对“冷箱”在有、无强制通风条件下发生LNG泄漏后扩散和爆燃的过程进行了模拟研究。结果表明，在无强制通风时，“冷箱”内发生连续泄漏后，箱内可燃浓度区域随时间先变大后减小，在泄漏后６０s、９０s、１２０s、１５０s分别点燃时，达到的最大超压依次为２９kPa、８９kPa、７６kPa、７０kPa

2、，会对箱体和人员造成严重伤害；在有强制通风时，泄漏后箱内甲烷浓度场在约１００s后达到稳定，在泄漏后６０s、９０s、１２０s、１５０s分别点燃时，达到的最大超压依次为１．８kPa、１．９kPa、３．０kPa、３．１kPa，超压损害很小，但在爆燃后继续燃烧，会对箱体及内部设备造成高温热辐射损害。计算方法和结果可应用于“冷箱”等半封闭空间泄压防爆的安全设计。关键词液化天然气泄漏爆燃数值模拟安全中图分类号：X９３２文献标志码：ADOI：１０．３９６９／j．issn．１００７‐３４２６．２０１６．０３．０２０Numericalsimulationandstud

3、yofthesafetyofasemi‐closedspacewhereliquefiednaturalgasspillingHanLi，LiuXinpeng，MaJinjing，GuoKaihua（SchoolofEngineering，SunYatSenUniversity，Guangzhou５１０００６，China‐）Abstract：Toquantitativelyevaluatetheriskoftheliquefiednaturalgas（LNG）bunkeringvesselwithacoldboxwhereLNGspilling，th

4、isstudysimulatedthediffusionanddeflagrationsoccurredatdifferentinstantsafterLNGspillagewithorwithoutaforcedventingbyfluiddynamicssoftwareFluent．ThesimulationresultsshowedthattheflammableareaincreasedfirstandthendecreasedwithtimeafterLNGspillinginthecoldboxwithoutaforcedventingw

5、henignitedat６０s，９０s，１２０sand１５０srespectively，themaximumoverpressurescouldreach２９kPa，８９kPa，７６kPaand７０kPacorrespondingly，whichwouldcauseseriousdamagetotheboxandpersons．Whilewithaforcedventing，themethaneconcentrationfieldinternalcoldboxbecamestablesoonafterspillandtheflammableareai

6、ncreasedtoaconstantlevel．Whenthegasmixturewasignitedatthesametimeasabove，theoverpressuresweremuchlessthanthosewithoutaforcedventing，as１．８kPa，１．９kPa，３．０kPa，３．１kParespectively．Andafirewaspredictedresultingfromthedeflagration，whichmightcauseheatradiationdamagetothecoldboxandcarrie

7、dequipment．Themethodandresultsofthecalculationscouldbeappliedinsafetydesignofthecoldboxesorotherconfinedspacestopreventtheexplosionsandfires．Keywords：LNG，spill，deflagration，numericalsimulation，safety基金项目：广东省教育厅液化天然气与低温技术重点实验室资助项目（３９０００‐３２１１１０１）；中山大学‐BP中心液化天然气中心资助项目（９９１０３‐９３９０００

8、１）。作者简介：韩力（１９８９－），男，湖北武汉人，中山大学工学院在读硕士研究生，主要从事液化天然气安全方面