FPSO上部模块爆炸场景模拟研究

为避免浮式生产储油卸油平台(Floating Praduction Storage and Offloading, FPSO)上部油气处理模块内部的油气处理管路设备泄漏后发生爆炸事故，采用FLACS软件对符合实际工作环境孔隙率的FPSO的油气处理模块进行三维建模，分别选取6种点火位置进行可燃气体爆炸的模拟，研究甲烷气体云在不同的点火位置时发生爆炸事故后果的影响。研究结果表明：气体云爆炸的点火位置位于结构中心时，爆炸超压产生的数值最大，且覆盖范围最广；爆炸对于第一层甲板的影响较小，且结构中心处的爆炸超压小于结构外侧的爆炸超压。     

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了数值模拟。现有的CFD计算方法普遍采用等效气体云模型,其中最新的Q9模型能够综合考虑气体膨胀率和层流燃烧速率对爆炸后果的影响,应用广泛。然而在曲轴箱等高拥塞度受限空间内发生的气体爆炸,火焰传播猛烈且燃烧状态复杂,对于这种情况采用Q9模型来进行模拟会造成结果的不准确,为此基于荷兰应用科学院(TNO)多能法在现有模型的基础上推导了适合曲轴箱内爆炸模拟的等效气体云模型。通过与试验数据的验证对比发现,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,误差在20%以内,且混合气体越接近理想状态(化学计量浓度),该模型的计算精度越高。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了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了强度评估。评估结果表明：曲轴箱内最大应力的位置发生在结构强度较弱的油底壳处,应力峰值为361.257MPa,油底壳采用Q235材料,该应力已超过其许用应力,该部分结构无法承受最恶劣爆炸工况下的超压,因此如不安装防爆阀,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...     

FDPSO气体泄露扩散规律数值模拟研究

应用流体动力学理论,通过数值模拟得到了浮式钻井生产储卸油装置(FDPSO)泄露速度、泄露位置、环境风速等因素对气体扩散分布的影响。结果表明,定风速下,气体扩散速度水平方向较垂直方向大,平面内横向较纵向大;不同泄露位置下,气体的扩散分布则主要取决于FDPSO的设备布置情况;不同泄露速度或风速下,气体浓度有着先升高后稳定的变化趋势。同时依据模拟分析结果进行了FDPSO油气处理模块安全逃生路线设计。     

海底输气管道泄漏风险定量分析

由于海底管道工作环境的恶劣性,其失效概率较高,一旦发生泄漏事故,后果严重．本文以某一海洋平台周围海底输气管道为背景,运用海洋工程领域风险评估软件NEPTUNE对不同破损情况下天然气泄漏扩散的情况进行了模拟,计算了泄漏气体点燃概率,预测了泄漏天然气爆炸事故的危害半径,其分析结果对海底管道油气泄漏扩散范围的预测及油气点燃概率计算方法的研究具有一定的参考作用．     

硫化氢扩散模拟技术在海上生产设施上的应用

针对近年来海上油田在生产后期越来越多出现硫化氢的问题,通过研究国内相关标准规范,确定了适用于海上生产设施的硫化氢风险准则,并对陆丰某海上平台进行了硫化氢的现场实际检测.根据测量数据建立模型对硫化氢扩散进行了研究,认为风速是影响硫化氢扩散的一个主要因素,风速越大硫化氢的扩散范围则越小.另外,对泄漏位置的影响进行了初步的研究,认为泄漏位置对于硫化氢的扩散时间和扩散范围存在一定的影响.并对现场作业人员提出了建议.     

大型LNG船发电机室的燃气管线泄漏分析北大核心CSCD

[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。     

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。     

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。     

气体FPSO上部模块火灾场景数值分析

针对火灾情况下的温度变化问题，以气体FPSO平台为例，选取该海域常见海况，研究不同风速、风向下的喷射火模拟。采用基于流体动力学（CFD）的火灾动态模拟（FDS）软件进行喷射火模拟，研究喷射火场景下平台上部模块的火场及温度场分布规律，并探寻不同风速、风向对火场的分布规律影响。对火焰形态进行研究发现，火焰沿风向飘移，当喷射火为垂直喷射火时，火焰作用于甲板上的面积与风速大小成反比。对温度场进行研究发现，温度场的分布与火焰的分布规则基本一致，甲板上的高温区域位于泄漏口上方甲板顺风向的位置，且风速越大，高温区域距离泄漏口在甲板投影的位置越远。由于风速大会加快结构与外界的热交换，因此，风速越大，甲板上的温度场面积越小，最高温度越低。模拟结果对于气体FPSO上部模块发生喷射火灾时的消防与救灾抢险具有指导意义。     

海上油气平台可燃气体探测器的布置、选型、安装和维护

在海上平台油气生产中，有效地利用可燃气体探测器来检测海上生产设备的泄漏状况，并及时采取相应的保护措施，是保证油气生产和人身安全的重要一环。但目前对海上油气平台可燃气体探测器工程设计的系统研究却鲜见于国内外的工程文献中，针对这一现状，在研究国内外现有规范和标准以及工程设计经验的基础上，通过分析可能产生泄漏的工艺设备、可燃气体性质和外部环境等因素来确定可燃气体探测器的物理位置，同时完成可燃气体探测器的选型，并根据现场的工作环境合理安装可燃气体探测器，最后总结探测器使用维护中需要注意的问题。对可燃气体探测器的布置、选型、安装和维护的系统总结和分析研究为海上平台火气系统的设计提供了技术支持，从而进一步保障海上油气平台的生产安全。     

海洋石油平台超声波可燃气体探测器应用分析

文章首先对目前常用的可燃气体泄漏探测手段进行分析,讨论了超声波原理和超声波可燃气体探测器的性能特点,对比了超声波气体探测器的优点和缺点。并结合南海某气田的应用实例,论证了在海洋石油平台上气体超声波的布置建议的可行性。     

浅海区域粉砂骤淤量的复合极值预测

渤海湾是我国的海洋石油生产基地，频繁发生的海洋灾害对石油钻采运输造成极大的影响。在粉砂质浅海区域，大风往往引发严重的淤积现象。以沧州浅海区域为例，考虑能量平衡，建立了粉砂骤淤的经验计算公式；收集1991年-2002年期间的大风数据，后报了大风在外航道产生的粉砂淤积量；选择单因素复合统计模式，对骤淤量的重现值进行了估计，为沧州港外航道的防淤减淤工程提供设计参数。     

海洋油气平台油气分离中控系统仿真开发

从海洋油气平台油气分离中控系统的控制逻辑出发，简化抽取油气分离系统主要部件的控制模型，采用分段线性函数近似处理原本复杂的流量函数和容积函数，降低模拟仿真难度。在Unity3D中实现海洋油气平台油气分离中控系统作业仿真，可为海洋油气平台研发提供必要支持。     

一种远海油气作业后勤保障的浮式码头概念设计

提出一种基于浮式码头的后勤保障设计，以保障远海油气作业。根据油气作业后勤保障的基本功能需求，对浮式码头的功能体系进行设计，并初步确定主尺度。根据功能模块化体积限制，对船舶进行概念设计，确定浮式码头的主要特性。分析浮式码头的稳定性和系泊要求，对浮式码头概念设计进行数值模型验证。结果表明，浮式码头概念设计可满足我国远海油气作业需求，有望形成一种新型远海油气作业后勤保障的新模式。     

可燃气体爆炸压力下海洋平台防爆墙数值仿真研究

采用等效TNT方法计算了海洋平台复杂结构在油气爆炸冲击波作用下的动态响应,采用多欧拉-拉格朗日耦合方法对三种不同防爆墙结构进行数值模拟研究.模拟结果显示:在油气爆炸冲击波的作用下,平台舱室变形、失效后破裂,冲击波通过破口传入平台其它舱室;对海洋平台爆炸舱室的围壁采用原结构、梯形结构和半椭圆三种防爆墙结构进行数值对比研究,考虑防爆墙的能量吸收和甲板能量吸收这两个方面,半椭圆防爆墙结构具有更好的防爆效果.     

海洋油气生产平台上部模块关键结构件智能焊接工艺

为提升海洋油气生产平台上部模块关键结构件的生产质量和生产效率,分析上部模块关键结构件特点,梳理其智能焊接设备组成,讨论其智能焊接作业流程,并展示工艺应用效果。研究内容可为海洋油气生产平台上部模块关键结构件的智能化焊接提供工艺基础,并为其他海洋工程建造企业开展智能化升级改造提供参考。