LNG连续泄漏的扩散模拟研究

摘要

液化天然气是优质的工业和民用燃料,与天然气相比具有许多独具的优点,如便于经济可靠地远距离输送;储存效率高,占地少,投资省;可作为管道天然气的调峰气源,减轻城市高峰能源紧张状态;作优质的车用燃料;生产过程中释放出的冷量可回收利用等等。因而,近年来随着能源结构的改变,液化天然气的应用和发展越来越受到各方面的关注。由于液化天然气有很多潜在的危险性,它在储存运输和应用中的泄漏安全问题也逐渐吸引了研究者们的关注。液化天然气泄漏后会引发窒息、低温冻伤、着火爆炸等事故,危害十分巨大。因此,研究液化天然气泄漏后的扩散规律是十分重要的,可以为事故的预警和救援工作提供理论帮助和指导。
　　 由于液化天然气站场和接收站等地多发生连续泄漏事故,因此,本文主要围绕连续泄漏、泄漏源为面源的液化天然气扩散行为进行了研究。通过国内外大量文献调研,论文对液化天然气的理化特性和由此引发的泄漏危害进行了研究总结,并对液化天然气特有的物理扩散过程分阶段进行了分析,总结了经常用于模拟气体泄漏的几种数学模型并作出了对比分析。
　　 本文重点结合了SLAB稳态烟羽模型、扩散转变判据、泄漏源转换计算和高斯烟羽模型,针对水平喷射泄漏和垂直喷射泄漏两种泄漏源进行了扩散行为模拟研究。两种泄漏形式下将扩散行为分为重气扩散和被动扩散两个阶段,利用matlab语言结合GUI图形用户界面编制了液化天然气连续泄漏扩散模拟程序,在matlab环境下,通过程序的各个窗口输入计算所需要的基础数据,可以对不同环境条件(风速、大气温度、大气稳定度、相对湿度和地表粗糙度等)下云团的特性参数进行计算,并以图形的形式展示各个参数的变化规律,程序主界面设计简洁,各个窗口操作方便,能够为事故预警和人员疏导、紧急救援工作提供一定的帮助。