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LNG储罐泄漏温度场仿真分析

文档作者：郝佳宁刘洋文档来源： 1．四川建筑职业技术学院 2．哈尔滨工业大学空间钢结构幕墙有限公司		点击数：	更新时间： 2021年02月28日
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静设备 石油化工设备技术，2014，35(1)·9· Petro Chemical Equipment Technology
LNG储罐泄漏温度场仿真分析
郝佳宁 ，刘 洋
(1．四川建筑职业技术学院，四川I德阳618000；2．哈尔滨工业大学空间钢结构幕墙有限公司，黑龙江啥尔滨15O00O)
摘 要：为了对江苏徐州LNG储罐泄漏事故中储罐的温度场进行模拟，首先简要介绍了LNG储罐泄
漏情况，并利用Fluent有限元软件建立LNG储罐有限元模型，然后对于泄漏时外罐壁沿厚度和高度的温度
场变化进行仿真分析，得到了各自的温度变化规律。数值仿真表明沿厚度变化时外罐壁内表面温度变化剧
烈沿高度变化时混凝土外罐壁由低到高温度逐渐升高，分非线性和线性变化两个阶段，底部温度变化剧烈，
这里最有可能造成混凝土和管道的破裂，需要加强保护。仿真分析与事故勘查结果较为吻合。
关键词：I NG储罐 Fluent 泄漏 数值仿真
液化天然气(英文简称LNG)是全球三大能
源之一，现已成为工业生产和民用生活的必须品，
它的安全问题已经越来越受到重视。LNG储罐
集液化天然气的收集、存储和运输于一身，是一种
终端接收站。此种储罐分为单容、双容、全容3种
类型，容量5～2O万m。不等，储罐的外罐壁和穹
顶为钢筋混凝土保护层，内罐壁采用钢材，内外罐
中间夹层填充有机保温介质。
2011年2月8日，江苏省徐州市二环西路的
一座LNG储罐在满载时内罐泄漏并引发大火，
由于天然气报警阀安装不当等原因，泄漏发生后
并未及时报警，后经检查泄漏位置在罐体的中间，
裂缝直径大约5O ITlm，由于LNG 的作用外罐壁
及底部管道的法兰联接组件温度明显变化，罐体
破裂致使LNG泄漏到空气中必然会造成燃烧或
者爆炸，危及人的生命财产安全。基于以上事故
原因，本文利用Fluent软件对此次泄漏事故所造
成的外罐温度场变化进行仿真分析，为储罐的防
火、抗震和防爆提供一些确凿有力的参数依
据‘ 。
l 储液罐有限元模型
徐州加气站LNG 储罐的设定容积为5万
m 。
，外径为58．2 m，内径为56．9 m，内罐高
29．3 Ill_，罐壁和穹顶均刚结于罐底，且罐底固定
在桩基上。建立有限元模型时，内罐密度为7 800
kg／m。、泊松比为0．3，外罐混凝土密度为2 500
kg／m。、泊松比为0．2，内罐中的液体采用与内罐
壁共节点的方法进行拉伸，且液体选择3一D势流
体单元，外罐及穹顶选择3一D实体单元，内罐为壳
单元n 。
2 温度场仿真分析
LNG储罐在泄漏前温度的传递主要是由内
罐传向中间层的有机介质，在泄漏时低温液体直接
接触外罐内表面就会使外罐温度场发生变化D】。
2．1温度场沿外罐厚度变化分析
由图1、图2可以看出，储罐在未泄漏时，外
罐壁混凝土的温度变化接近线性，由内到外维持
在290～295 K，内罐液体对其影响不大；在泄漏
发生一天后，由于低温液体进入中间夹层与混凝
土内表面直接接触，外罐壁内表面温度下降明显，
温度变化在210~290 K之间，梯度达120．48 K／m。
赠
厚度，ll1
图1 未泄漏时外罐温度场(沿厚度)变化曲线
收稿日期：2Ol3-05—16。
作者简介：郝佳宁，男，2013年毕业于东北石油大学土木工
程，获硕士学位，现从事土木工程结构检测，结构抗震的研究
工作。
Email：33724754@qq．corn

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