基于FLACS的船舶载运燃料电池汽车氢气泄漏仿真分析

为保障船舶载运燃料电池汽车(FCV)安全,以某滚装船为研究对象,基于FLACS软件模拟闭式滚装处所和开式滚装处所内氢气泄漏场景,对比分析几种不同通风型式、通风效率、泄漏位置及车辆间距对氢气泄漏扩散的影响。结果表明,针对闭式处所,机械进风叠加机械排风的通风效果最好,机械进风叠加自然排风效果次之,自然进风叠加机械排风效果最差;相同进排气型式下,换气次数越多对处所内氢气浓度下降越有利,在通风阻滞区域尤其明显;相同风向和风速条件下,船舶中部氢气泄漏的后果风险明显高于端部,中部氢气泄漏后处所通风达到安全浓度的时间为端部的3~12倍。

船舶采用LNG加注与装卸货同步作业风险评估研究

为了有效评估沿海港口船舶采用LNG加注与装卸货同步作业的潜在风险和相应缓解措施,本文选定上海洋山港二期码头为作业地点,以一艘20 000m3LNG加注船为14 800TEU双燃料集装箱船实施LNG加注并同时进行装卸货作业为研究对象,基于国内外广泛认可的风险评估方法进行危险源辨识和失效概率分析,拟定了4个LNG泄漏场景,采用三维计算流体力学软件FLACS分析了LNG泄漏后的可燃气体对两船的波及范围,同时考虑到集装箱装卸货对LNG加注船及作业的影响,提出了LNG加注与装卸货同步作业的限制区域、警戒区域及安全保障措施建议。

LNG动力船采用锚地船对船冷舱作业过程泄漏扩散分析

为保障LNG动力船在锚地采用船对船方式冷舱作业的安全,需计算分析冷舱作业时LNG泄漏扩散的范围。选取20000 m 3LNG加注船和15000 TEU双燃料集装箱船为分析对象,针对气相/液相软管发生破裂泄漏、加注船/受注船法兰接头处发生泄漏两处高风险场景,采用三维流体仿真软件FLACS对LNG泄漏后扩散波及范围进行模拟分析,对比分析不同泄漏位置对LNG泄漏扩散的影响。结果表明,气相软管破裂形成的可燃蒸气云覆盖范围较小,基本不会对船舶造成影响;加注船法兰接头处发生的液相泄漏形成的可燃蒸气云会大面积积聚在加注船船艏,应采取安全措施避免此类泄漏;法兰接头处发生液相泄漏产生的后果较软管破裂更为严重,并结合上述分析结果,确定锚地冷舱作业时的安全间距,为行业实施相关作业提供参考依据和安全保障。

罐式集装箱作为船用可移式LNG燃料罐安全性分析

为了满足船用可移式LNG燃料罐的市场需求,基于综合安全评估方法识别罐式集装箱作为船用可移式LNG燃料罐循环使用的主要危险源,通过事件影响和原因分析,提出罐式集装箱在码头吊装、船上布置、供气连接各环节的风险控制措施和建议。

基于HAZID的某超大型集装箱船加注LNG燃料风险评估

以某加注船对某超大型集装箱船加注LNG燃料为例,从安全角度,基于HAZID方法对其进行危险场景辨识、评估风险等级并制定相应的风险控制措施,分析认为,加注船和受注船发生碰撞、加注软管发生破裂、集装箱掉落等场景风险较大,应采取限定作业的环境条件、划分加注限制区域等措施控制风险。

LNG运输船船对船过驳安全性评估

针对一艘10万m3和一艘5万m3的LNG运输船过驳安全问题,分析两船碰垫选型、过驳软管选取、总管与软件连接,采用FLACS对过驳期间安全距离进行计算分析。结果表明,两船匹配良好,具备过驳条件,过驳期间需设置大于225 m的安全距离,安全距离内严禁其他船只进入。整个评估过程充分考虑了LNG深冷易燃的特性和LNG运输船的特点,针对性地降低了过驳中可能出现的风险。

基于FLACS的船对船LNG加注过程中的泄漏扩散分析

为了量化船对船LNG加注过程中LNG软管泄漏所产生的可燃气体分布,为船对船加注作业管理办法提供理论依据,采用三维CFD气体扩散分析软件FLACS建立加注船、受注船以及作业码头模型,进行加注软管泄漏扩散分析,计算加注船与受注船在不同水位差、泄漏口径、气相/液相对扩散结果的,仿真结果显示,可燃气体云分布范围受泄漏口径、风向因素影响较大,遮挡物的分布可能会导致独立可燃蒸气云团的出现,具有一定的潜在风险。

海上风力发电机组桩体波浪力计算分析

为快速校核海上风力发电机组单桩在波流联合载荷作用下的结构安全,基于Morison公式和谱分析方法分别推导中等水深下单桩的波浪力解析计算公式,并通过Matlab软件编程计算。结果表明,两种波浪力计算方法简便可行,各具优势,可依据实际海况和不同的设计方式选择应用。

LNG燃料船储气罐疲劳强度计算

基于IGF规则对LNG燃料船储气罐疲劳强度分析的相关要求,结合CCS相关规范指南中的拟合经验公式,对船用储气罐的疲劳强度评估方法进行了研究,推导了累积损伤计算的简化公式并通过算例同CCS《船体结构疲劳强度指南》中的经验公式进行了简单对比。结果表明,简化公式可有效的对疲劳累积损伤度进行计算。

基于FLACS的海上钻井平台定量风险评估研究

海上钻井平台作业环境恶劣,机械设备高度集中极易造成重大恶性事故,其风险评估尤其是定量风险评估研究对于保障钻井平台的安全起着十分重要的作用,但目前仍未形成一套针对其所有风险的量化评估方法。基于钻井平台历史事故数据和危险源辨识(HAZID)的方法对钻井平台可能存在的风险进行了全面的梳理,针对高风险点,采用三维计算流体力学(CFD)软件FLACS,从平台拥塞度、通风模拟、油气泄漏、火灾以及爆炸模拟等方面对平台的风险进行了全面的分析和研究。总结了钻井平台开展定量风险评估的方法,提出了风险防控措施。对目前大型平台关注的爆燃转爆轰(DDT)这一热点问题,进行研究和探讨。为进行海上钻井平台全面的定量风险评估提供了参考。

天然气发动机曲轴箱爆炸模拟及分析

为了验证船用天然气发动机曲轴箱的设计强度能否承受最恶劣爆炸工况下的超压,利用CFD计算软件对曲轴箱内燃料-空气混合气体爆炸后果进行数值模拟。基于荷兰应用科学院多能法(TNO多能法),在现有等效气体云Q_9模型的基础上推导适合曲轴箱内爆炸模拟的CFD计算模型。与试验数据的验证进行对比发现,新模型在高拥塞度、较小容积、受限空间中的计算结果精度较高。以某典型船用天然气发动机曲轴箱为例,采用新的等效气体云模型计算最恶劣爆炸工况下曲轴箱内的超压分布,并导入有限元软件进行强度评估。评估结果表明:曲轴箱油底壳部分结构无法承受最恶劣爆炸工况下的超压,若不安装防爆阀,需在设计时对曲轴箱油底壳结构进行适当加强。

基于PSO算法的LNG水上泄漏扩散事故影响范围的定量计算

为提高LNG水上泄漏扩散事故影响范围定量计算的效率,采用粒子群优化(PSO)算法确定高斯模型中的扩散系数,构造一种简单的重气扩散模型,与利用挪威三维计算流体力学(CFD)软件FLACS计算的结果比较表明,两种方法在特定场景下的计算结果相当,本文方法更为简单。

氢燃料动力船岸基式加注作业泄漏扩散模拟及影响因素分析

为保障氢燃料动力船加注作业安全,基于FLACS软件构建模拟模型,将模拟与实验结果进行对比,分析泄漏方向、大气稳定度、风速等因素对氢燃料动力船岸基式加注作业泄漏扩散的影响,并基于模拟结果划定加注作业限制区域及警戒区域。研究结果表明:FLACS模拟结果与实验结果吻合较好;大气越稳定,泄漏后的氢气云越难扩散;水平方向上,氢气云扩散距离随风速的增大先小幅增加后降低;垂直方向上,较高风速对氢气云扩散存在促进作用;建议水上加氢站的控制室在原先设计的基础上向内移动5 m以上;建议取沿船长方向125 m、沿船宽方向21 m、沿垂直方向24 m为包络线,设置加注限制区域,该区域内禁止无关人员进入,并严禁任何形式的点火源。

基于CEL方法的船用LNG储罐防波板数值模拟分析

为准确求解罐箱液化天然气(LNG)晃荡自由液面大幅度运动的非线性问题,寻求防波板合理的设计形式,采用耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)算法,并采用ABAQUS软件针对防波板型式对罐箱晃荡的影响进行计算分析,计算结果与试验结果吻合,表明该方法是一种切实可行的防波板设计方法,对目前常用防波板形式的仿真模拟对比分析表明锥形防波板防波效果最好。

LNG燃料船采用趸船加注的定量风险评估

LNG燃料船在内河水域采用趸船加注是一种可行的方式。为有效评估趸船作业中的风险,选定一艘内河LNG加注趸船,对其为一艘10 000载重吨运输船加注的过程开展定量风险评估。按照评估流程,根据危险源辨识结果筛选出高危场景,同时依据国际权威数据库对高危场景进行概率分析。采用三维计算流体力学软件FLACS模拟高危场景后果,确定安全距离,并计算各场景的个人风险值。结合国内公认的风险接受准则,画出作业区域个人风险等值曲线并确定作业安全距离,保障趸船LNG加注作业的安全。

10000 m^3 LNG加注船与VLOC加注兼容性评估

针对一艘10 000 m^3 LNG加注船为一艘VLOC加注LNG作业时的两船兼容性问题,分析两船间碰垫配备、两船船舶尺度、加注软管和软管吊起吊能力,结果表明,两船兼容性良好,具备加注作业基本条件,评估过程可为LNG加注行业规范标准编制和实际工程项目提供参考。

海上石油平台烟气扩散对直升机起降安全性的影响

为评估海上石油平台烟气扩散对直升机起降安全性的影响,以某海上石油平台15-1为研究对象,对比分析国内外规范中与直升机起降安全性有关的环境要求,确定将英国《直升机甲板安全设计规范》(CAP437)作为安全评估依据。采用风险评估分析软件FLACS对石油平台高温烟气扩散进行数值计算,结合CAP437分析原油主机和燃气透平排放的高温烟气对直升机甲板周围的温度和湍流分布的影响。结果表明,直升机甲板年终不可用频率为7.37%,直升机甲板上空区域基本上能达到预设的安全标准的要求。

燃料电池船舶储氢处所高压氢气泄漏仿真分析

为优化氢燃料电池船舶设计,船用高压储氢气瓶通常储存在独立舱室内,以减少对船舶整体布置的影响。利用三维流体力学计算软件FLACS开展燃料电池船舶储氢处所高压氢气泄漏仿真分析,根据计算结果给出风险控制建议,以进一步提高燃料电池船舶的安全性。