黄骅港煤炭筒仓储存监测系统的研究

1 工程项目概况 黄骅港三期工程在国内港口中首次采用了目前世界最先进、最环保的封闭筒仓储煤工艺.筒仓群共由24个筒仓组成,每个筒仓直径40 m、高43 m、容量3万t,能够防雨雪、防流失、防自燃,可有效保证煤炭成分和湿度稳定,避免作业过程产生扬尘污染;采用筒仓储煤方式后可做到最大程度的环保和节能效果,同时作业生产效率也得到大大提高.在满足筒仓皮带机流程监控系统的条件下,在三期建设过程中,为筒仓的煤炭储存提供了一整套的监测系统.本套系统能全面监测煤炭温度、有毒有害气体、筒仓料位等相关信息,可以实时向中央控制室操作人员提供报警信号及信息.     

酷暑绷紧防火弦

在石油化工企业的生产车间以及油船、油码头、油库等布满管道、接头、阀门的场所，一旦可燃气体外泄且达到一定浓度时，遇明火或者火花立即会发生燃烧甚至爆炸。因此，在存在可燃气体泄漏而又有可能导致燃烧和爆炸的场所应设置可燃气体探测器。当可燃气体浓度达到危险数值时，探测器就会及时发出声光等信号报警．以促使人们及早采取措施，从而避免发生事故灾害。     

牵引气体流量对舰船甲板升温效果影响实验

舰船甲板平台区域的气流牵引式循环升温新技术是为解决其防冻和除冰等相关问题研究的。本文利用专用的原理性验证模拟实验装置,初步研究了牵引气体流量对舰船甲板平台区域升温效果的影响。对牵引气体流量为0.5,1.5和3 L/min进行升温效果的对比实验。结果表明:在水面与甲板表面的初始温差相同(同为5.9～6.0℃)情况下,牵引气体流量会明显影响甲板平台区域的升温效果;牵引气体流量越多,甲板平台区域的升温幅度就越大,其升温效果也就越好,如牵引气体流量为3 L/min时甲板表面升温幅度约为1.7℃,而牵引气体流量为0.5 L/min时其升温的总幅度仅为0.5℃左右。所得结论可为这一新技术的深入研究提供必要的理论和实验基础。     

筒仓储煤自燃预警方法的研究和应用

通过实验室研究与现场实际相结合的方法,分析了黄骅港三期筒仓所储6种煤样在实验条件下所产生气体的变化规律,确定倒仓的临界温度,选取适合于监测筒仓所储煤种的指标气体,并将两种预警指标应用于筒仓现有安全监测装置,确定防止煤体自燃的预警方法,指导筒仓的安全运营.     

基于AVR单片机的可燃气体报警系统设计

讨论了以AVR单片机为控制器的可燃气体报警系统的设计,并以MC系列可燃气体传感器为例具体分析了报警器的工作原理。实验证明该气体报警系统具有检测气体浓度响应速度快的特点。     

船舶双层底局部通风有害气体分布数值模拟研究

采用流体分析软件Fluent,对典型船舶密闭舱室双层底进行二氧化碳气体保护焊接作业时的局部通风风流流场、有害气体CO2及CO浓度场分布进行数值模拟分析,确定有害气体扩散的数学模型。通过设置组分源项的方法利用组分输运方程得出在一定通风量的情况下CO2及CO气体的浓度分布规律,并与实测数据作对比,结果基本一致,由此可根据不同通风条件下确定焊接作业危险区域,为防止CO2集聚和CO中毒采取有效措施提供理论依据。     

船舶双层底局部通风有害气体分布数值模拟研究

采用流体分析软件Fluent,对典型船舶密闭舱室双层底进行二氧化碳气体保护焊接作业时的局部通风风流流场、有害气体CO_2及CO浓度场分布进行数值模拟分析,确定有害气体扩散的数学模型。通过设置组分源项的方法利用组分输运方程得出在一定通风量的情况下CO_2及CO气体的浓度分布规律,并与实测数据作对比,结果基本一致,由此可根据不同通风条件下确定焊接作业危险区域,为防止CO_2集聚和CO中毒采取有效措施提供理论依据。     

黄骅港煤炭筒仓工艺系统研究

为建设环保型港口,黄骅港煤三期工程采用筒仓群进行煤炭的堆存。对黄骅港煤炭封闭筒仓的工艺系统,从筒仓工艺布置、进出仓工艺和进出仓设备等几个方面的内容进行研究和分析,确定了优选方案。     

弹药舱内发动机意外点火泄压排气的数值模拟

采用CFD方法对弹药舱中固体火箭发动机意外点火后的燃气流场进行数值模拟,分析意外点火的发动机质量流量、弹药舱排气面积等因素对舰船弹药舱内压力场、温度场变化规律以及泄压排气口附近气体流量和温度的影响,揭示了导弹意外点火后,弹药舱泄压排气过程中舱室压力温度变化规律,为弹药舱的排气装置的设计提供设计参考。     

G4135柴油机燃烧过程数值模拟的研究

采用三维CFD软件,以G4135直喷式柴油机为对象,运用多维燃烧模型,对缸内燃烧过程进行数值模拟。计算了不同曲轴转角下的气体速度、压力、温度、氧气浓度和碳烟浓度等,计算所得数据与相关文献相吻合。结果表明FLUENT所提供的燃烧模型可以作为预测柴油机缸内燃烧的一种有效手段,并为进一步研究同类型柴油机的燃烧性能提供了依据。     

高温地区大体积混凝土固化过程中温度场的模拟分析及试验验证

大体积混凝土温度场的数值模拟对制定施工策略至关重要,而目前针对高温地区大体积混凝土温度场的模拟方法研究较少。文章以高温地区施工的大体积混凝土方块为研究对象,采用数值模拟与原型监测相结合的方法,开展了高温地区大体积混凝土固化过程中的温度场模拟方法研究,提出了相应的数值模拟方法及关键参数的选取建议。研究表明:高温地区大体积混凝土温度场模拟时,水化热应以不同时间点水化热量的差值作为水化热生成率进行施加;降低混凝土表面的放热系数,模拟得到的混凝土最高水化热温度略有增加,但幅度不大;水泥最终水化热量取值增加,可明显提高模拟结果中混凝土的温度值,进行高温地区大体积混凝土温度场模拟时,应扩大最终水化热量取值,方可使温度模拟结果与原型观测结果统一。     

墩柱绕流对航道横向流速影响数值研究

水流与墩柱相互作用导致墩柱周围水流强烈紊动,对船舶通航水流产生影响,甚至产生桥梁垮塌事件。本研究基于开源OpenFOAM程序包interFoam求解器,选取大涡模拟方法对水流与不同截面型式墩柱开展三维数值模拟研究,重点分析方形墩柱周围流速变化规律;结果表明:本研究工况下墩柱周围最大横流约为来流流速的42%,大峰值流速为反向小峰值的1.5倍左右;墩柱迎流面越趋于圆形并且墩柱长度越短横流区范围就越小。     

基于COMSOL有限元模拟大体积混凝土温度裂缝研究

为控制基础大体积混凝土施工因水化热过大产生的温度裂缝,在对筏板基础大体积混凝土施工温度监测的基础上,采用有限元软件comsol对筏板基础进行温度场仿真模拟分析,研究筏板基础温度变化曲线及温度场随时间变化规律。模拟结果表明:采用有限元软件comsol对筏板基础进行温度模拟,模拟结果与实测数据基本吻合,说明可以用数值模拟方法,预测大体积混凝土在不同浇注温度及导热系数影响因素下温度变化趋势。     

大型LNG船发电机室的燃气管线泄漏分析

[目的]目前,由双燃料发动机组成的电力推进系统是大型液化天然气(LNG)船的主流推进方式,必须对爆炸性可燃气体进行安全可靠性的定性、定量评估,以规避潜在风险。[方法]以某双燃料电力推进大型LNG船发电机室为研究对象,对其内部不同区域的燃气(天然气)泄漏工况进行模拟分析。根据泄漏发生的形式、位置和速率等定义危险泄漏工况,选择雷诺应力模型为湍流模型,采用计算流体力学(CFD)软件Fluent对发电机室燃气供应管线的5个泄漏点进行持续泄漏模拟计算,并将泄漏扩散结果与舱室通风的流场速度分布相结合,得到不同区域发生泄漏后的天然气扩散趋势和浓度分布。[结果]根据仿真模拟结果优化了可燃气体探测器布置方案,并明确了排气风机无需进行防爆设计。[结论]研究结果可为有限空间内通风条件下的可燃气体泄漏事故分析防范提供参考,并且适用于燃烧爆炸破坏的定量评估,用以指导结构强度设计。     

基于随机NewWave理论的自升式平台结构响应极值统计分析

本文以风暴状态下自升式平台为研究对象,借助随机NewWave理论给出了给定波面极值时平台结构随机动力响应极值概率特征分析步骤.研究了平台结构随机动力响应极值统计分布随最大波面极值的演化规律,确定出两种具有统一形式的概率分布,并对其进行有效统计描述.通过对平台结构随机动力响应极值统计分布参数与波面极值之间映射关系的模拟,建立起平台结构随机动力响应极值的概率特性数值仿真器.计算结果表明,本文所提供的方法以有限次结构分析为代价,可完成对任意给定最大波面极值时平台结构随机动力响应极值概率特性的有效模拟,从而为进一步建立高效、实用的结构动力可靠性分析模型奠定了必要的基础.     

潜艇舱室SAF吸附CO2影响因素考察

实验考察了CO2浓度、气体温度、气体湿度、气体流量、SAF含水量及堆密度等因素对单位质量SAF于5～20 min内吸附CO2量的影响.气体温度21.5～34.5 ℃、气体相对湿度60%～100%、SAF含水量75%～125%范围内,相同的吸附时间,吸附量变化很小;CO2浓度0.30%～0.70%、气体流量4～10 m3...     

温排水对水环境影响的数值模拟

以华电湛江煤电项目为背景,建立基于水动力及对流-扩散方程的二维潮流及温度扩散数学模型,模拟了电厂温排水扩散的范围,统计了取水口附近的温升,分析了温排水对周边水环境的影响,为排水口平面布局优化提供了参考。结果表明:取排水工程的实施,对周边保护区及水环境不会产生明显的热影响;1.0℃温升线在西侧将超出安铺港工业与城镇用海边界,顺岸超出距离在1.6 km左右;取水口最大温升基本出现在低潮位时刻,最大温升约1.87℃。     

火车集港策略对煤炭出口码头运营效益影响研究

为定量研究火车集港策略对码头运营的经济效益和安全效益的影响,在分析应用筒仓储煤工艺的出口型煤炭码头作业系统的基本组成及装卸工艺流程的基础上,基于计算机仿真技术,建立出口型煤炭码头封闭式筒仓堆场作业系统的仿真模型,仿真不同集港提前期下出口型煤炭码头运营情况。仿真结果表明,火车集港提前期的缩短有利于提高安全效益。     

舱室消防预案数值模拟设计及实现

为提高水面舰船消防预案的有效性,针对制定舰船消防预案的需求,设计了具有工程实用性的数值模拟方案,并以某一主机舱所处防火主竖区为典型案例,采用火灾动力学场模拟方法,模拟起火舱室及相邻舱室采取灭火措施后的舱内烟气温度、舱壁和顶壁温度、CO气体浓度、能见度等参数随时间的变化,并分析火灾对扑救人员的威胁以及灭火措施对火灾控制的影响。实例计算表明,及早发现初火并正确操作至关重要,没有控制住且进一步发展的火灾,机械通风状态对舱内火灾早期烟气运动的影响较大,舱壁喷水冷却对降低舱壁温度效果明显,但封舱灭火后需要较长时间才能达到安全状态等。数值模拟结果对进一步细化消防预案具有重要意义。     

港口大型储煤混凝土筒仓结构优化

以黄骅港煤炭四期筒仓工程为例,对40 m混凝土筒仓主要结构优化进行介绍。本工程筒仓基础形式为：平板筏基+后压浆钻孔灌注桩,结构性能良好,施工工艺简单;仓底采用大型锥形吊挂漏斗,仓底空间充裕,有利于设备的安装和检修;漏斗采用超轻填料,减轻结构自重,节省基础投资;仓壁取消顶部环梁,方便滑模施工;降低筒仓上部钢结构廊道高度和宽度,钢结构桁架上下弦拉通,节点构造更为安全可靠。