本发明涉及船舶建造,尤其涉及一种lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法。
背景技术:
1、以lng和燃油为燃料的双燃料发电机,布置于发电机间内,具备一套独立的lng供气管路。供气管路连接件密封不严,管道振动、冷热交替等造成的疲劳损伤,人为操作不当等不易预见因素都会造成燃气泄漏,天然气自身无色无味,泄漏发生后难以直观察觉,有长时间累积甚至遇火花引发燃爆的风险。当天然气(按纯甲烷计)摩尔浓度大于4.9%时即有燃爆风险,过高浓度还可能造成人员窒息。
2、发电机间作为动力系统核心单元,除发电机组外,还有输送泵、风机、行车等电动设备,且设备振动较大,这都增加了燃气泄漏和发生燃爆的风险。一旦泄漏发生后,外部气体探测器的及时有效反馈,并启动切断机制成为最后一道安全屏障。
3、因此,可燃气体探测器的合理布置是及时发现泄漏、实现迅速应急响应的关键保障。然而,之前的大部分气体探测器布置均只能依靠人为判断或者施工经验,安全系数较低、可靠性难以保障。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明提供了一种lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法,该方法能够提供可燃气体探测器的最优布置方案,减少不必要的多余布置成本,同时也为泄漏事故的预防和改进设计提供理论依据,提高lng船的整体安全系数。
2、一种lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法,具体包括以下步骤:
3、s1,建立lng船发电机房间的三维模型,定义房间的进出口边界条件;
4、s2,根据发电机房间的的整体轮廓,对其三维模型进行网格划分,在发电机房间三维模型内形成多个网格流体域;
5、s3,对风机正常排风、风管自然进风、无燃气泄漏条件下的发电机房间内部通风进行非稳态模拟计算,得到发电机房间内部空气流动趋势;
6、s4,选取发电机房间内的燃气泄漏易发点,通过设定各个燃气泄漏易发点的燃气泄漏裂口大小和泄漏压力,模拟各个燃气泄漏易发点发生燃气泄漏的天然气扩散趋势;
7、s5,结合发电机房间内部空气流动趋势和各个燃气泄漏易发点发生燃气泄漏的天然气扩散趋势,确定出泄漏燃气聚集的高浓度区域,进而确定出可燃气体探测器的布置位置;
8、s6,调整房间的进出口边界条件,重复上述步骤s3-s5,直至泄漏燃气聚集的高浓度区域数量最少。
9、优选地,所述发电机房间的三维模型包括舱室、设置在舱室内的左舷发电机和右舷发电机,舱室的右后侧形成有不规则的右后侧斜面边界,舱室的中间高度位置横向设置有一层结构平台,舱室的顶部设有顶部出风口,舱室内设有三条风管管线,分别为右后风管、首部风管和右侧风管。
10、优选地,步骤s2中对发电机房间三维模型进行网格划分时,采用结构化六面体网格和非结构化四面体网格对发电机房间三维模型进行网格划分,以形成房间内部除设备或实体外的多个网格流体域。
11、优选地,燃气泄漏易发点为发电机的柔性软管与燃气供应管的连接处。
12、优选地,泄漏燃气聚集的高浓度区域位于燃气泄漏易发点的下风侧,可燃气体探测器布置在泄漏燃气聚集的高浓度区域。
13、优选地,所述可燃气体探测器布置在泄漏燃气聚集的高浓度区域的距离舱室顶板1m的高度位置处。
14、优选地,所述房间的进出口边界条件包括进风口、出风口的尺寸和位置。
15、本发明的有益效果是:
16、1、本发明根据通过对发电机房间三维模型进行网格划分,然后再对发电机房间内部通风进行非稳态模拟计算,得到发电机房间内部空气流动趋势,再模拟出发电机房间内燃气泄漏易发点发生燃气泄漏的天然气扩散趋势,结合发电机房间内部空气流动趋势和各个燃气泄漏易发点发生燃气泄漏的天然气扩散趋势,确定出泄漏燃气聚集的高浓度区域,从而将可燃气体探测器布置在高浓度区域,在保证可燃气体精准探测的情况下尽可能多的减少可燃气体探测器的设置数量,从而减小可燃气体探测器的不必要的多余布置,减少可燃气体探测成本。
17、2、本发明通过有限多次的调整发电机房间三维模型的进出口边界条件,重复模拟不同进出口边界条件下泄漏燃气聚集的高浓度区域,通过比对不同进出口边界条件下泄漏燃气聚集的高浓度区域的数量,可从中选取出泄漏燃气聚集的高浓度区域数量最小的进出口边界条件,从而得到最优的发电机房间布置方案(主要指进风口、出风口的尺寸和布置位置),减少不必要的多余布置成本,同时也为泄漏事故的预防和改进设计提供理论依据,提高lng船的整体安全系数。
1.一种lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法,其特征在于,所述发电机房间的三维模型包括舱室、设置在舱室内的左舷发电机(1)和右舷发电机(2),舱室的右后侧形成有不规则的右后侧斜面边界(7),舱室的中间高度位置横向设置有一层结构平台(6),舱室的顶部设有顶部出风口(8),舱室内设有三条风管管线,分别为右后风管(3)、首部风管(4)和右侧风管(5)。
3.根据权利要求1所述的lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法,其特征在于,步骤s2中对发电机房间三维模型进行网格划分时,采用结构化六面体网格和非结构化四面体网格对发电机房间三维模型进行网格划分,以形成房间内部除设备或实体外的多个网格流体域。
4.根据权利要求1所述的lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法,其特征在于,步骤s4中,燃气泄漏易发点为发电机的柔性软管与燃气供应管的连接处。
5.根据权利要求1所述的lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法,其特征在于,步骤s5中,泄漏燃气聚集的高浓度区域位于燃气泄漏易发点的下风侧,可燃气体探测器布置在泄漏燃气聚集的高浓度区域。
6.根据权利要求1或5所述的lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法,其特征在于,所述可燃气体探测器布置在泄漏燃气聚集的高浓度区域的距离舱室顶板1m的高度位置处。
7.根据权利要求1所述的lng船发电机房间可燃气体探测器布置分析方法,其特征在于,所述房间的进出口边界条件包括进风口、出风口的尺寸和位置。