LNG泄漏擴散規(guī)律的研究.pdf

1、LNG（液化天然氣）是將氣態(tài)的天然氣經過壓縮、低溫冷卻后將甲烷變?yōu)橐后w而形成的，冷卻后溫度約為-162℃，儲存在低溫儲罐中。LNG作為一種優(yōu)質的清潔燃料在世界能源體系中倍受青睞，近幾年，在國家相關政策的支持下，其消費市場更是供不應求，迎來了更廣泛的發(fā)展前景。LNG作為一種清潔燃料，具有如下優(yōu)點:首先，天然氣經冷卻液化后，體積與原來相比縮小600多倍，使得其運輸和儲存效率大大提高;其次，LNG組分較純，雜質含量少，能夠完全燃燒，且產物僅為

2、二氧化碳和水，清潔燃料無污染，有利于保護環(huán)境;另外，LNG還可作為優(yōu)質的汽車燃料，與汽油相比，其價格相對低廉，抗爆性能好，經濟效益高。
　　目前，LNG的運輸方式主要有管道運輸、公路運輸和船舶運輸三種方式。低溫LNG罐車作為公路運輸的主要設備，其質量安全對于減少LNG事故起著關鍵性的作用。LNG溫度極低，且具有易燃易爆特性，運輸過程中一旦發(fā)生泄漏，不僅對人員生命、財產安全造成損失，對周圍環(huán)境也將造成極大破壞。因此，研究LNG的泄漏

3、擴散規(guī)律并提出事故預控措施具有十分重要的理論指導意義和工程實用價值。
　　本文從LNG的性質出發(fā)分析了其泄漏事故類型，利用C語言編程分別對LNG儲罐泄漏和擴散兩個階段的規(guī)律進行了模擬研究，總結了其泄漏和擴散規(guī)律，并提出了LNG泄漏的預控措施，其具體工作如下:
　　(1)以江蘇如東LNG成分為例，分析了其物理性質和化學性質，討論了LNG泄漏后的事故類型及危害，總結了國內外關于LNG泄漏的相關研究，深入分析了LNG泄漏后的氣霧擴

4、散過程，并從多角度分析總結了影響氣霧擴散的因素。
　　(2)以流體力學和熱力學為理論依據，運用伯努利方程，LNG儲罐孔洞泄漏的數學模型，通過C語言編程，開發(fā)了液體泄漏模擬程序，并利用控制變量法分別研究了泄漏時間、泄漏口面積、液面高差以及儲罐內壓力的變化對泄漏源強的影響。模擬結果表明:泄漏口面積的變化對泄漏源強的影響尤為重要;其余因素也在一定程度上影響著泄漏源強的變化，但作用不是很明顯，尤其是當儲罐內壓力較高的情況下，泄漏源強隨時間

5、的變化微乎其微。
　　(3)將板模型和高斯模型相結合，分別模擬了重氣擴散和非重氣擴散過程中物質的濃度和氣云的范圍在下風向距離上的變化，通過控制風速和大氣穩(wěn)定度，分別研究了二者的變化對起氣云擴散的影響，并比較分析了其危險區(qū)域范圍。模擬結果表明:風速的變化對LNG氣云的擴散影響尤為重要，風速增大，則加劇了LNG蒸氣的擴散，使其爆炸危險區(qū)域范圍減小;大氣環(huán)境越不穩(wěn)定LNG氣體擴散程度越劇烈，氣體濃度減小的越快，危險爆炸的區(qū)域越小，但其影