一种LNG罐箱日均漏热量确定方法技术

本发明专利技术公开了一种LNG罐箱日均漏热量确定方法，包括采集罐箱性能参数：采集LNG罐箱相关信息参数；编制饱和均质模型的LNG物性参数表，实现根据罐箱内部压力和LNG中甲烷成分占比查取对应气液状态的密度和焓值；计算静态日蒸发率；基于静态日蒸发率的日漏热量，计算得到基于静态日蒸发率的日漏热量；计算第i天气、液体积；计算第i天内能及第i

【技术实现步骤摘要】
一种LNG罐箱日均漏热量确定方法


[0001]本专利技术属于工程预报
，具体涉及一种基于神经网络的LNG罐箱剩余维持时间预报方法。

技术介绍

[0002]LNG罐箱水陆(水路、铁路、公路)多式联运是与管道运输、LNG散装运输船并行的第三种新型的LNG物流方式，并在国家碳减排和碳达峰大战略背景下逐渐由之前的试点转为常态化运行。其中LNG罐箱剩余维持时间是涉及LNG罐箱安全运输的关键参数，现有法律法规及相关技术规则要求LNG罐箱在船舶载运期间以及车辆载运LNG罐箱通过隧道、涵洞时不允许安全阀起跳导致可燃气体的泄漏，为此只有通过准确的LNG罐箱剩余维持时间预报，才能避免上述意外的发生。而行业现有关于LNG罐箱剩余维持时间预报方法，基本上都是由LNG罐箱生产厂家在LNG罐箱型式试验所测得的静态日蒸发率换算所得日漏热量和饱和均质模型计算的累计漏热量之间的比值计算得到，其预报结果仅可用于LNG罐箱绝热性能的评比，预报精度不足以应用到实际LNG罐箱运输过程特别是水陆多式联运的安全控制，其中作为预报基础的“静态日蒸发率”是根据国标《GB/T 18443.5》在标准状态下以液氮为介质测试转换所得，其所得的值为标准状态下的静态日蒸发率，其结果类似于工信部提供的车辆油耗，其更侧重于反应车辆是否节油(相对值)，而非车辆实际油耗(绝对值)。实际罐箱储运过程中，因环境温度、气液体积、罐内温度压力、LNG组分、罐箱晃动等因素的变化，日蒸发率会有显著的变化，其换算得到的罐箱日漏热量与实际的日漏热量之间也会出现明显误差，从而导致剩余维持时间的计算结果不准确，在实际应用时会造成安全隐患。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的是为了解决现有技术LNG罐箱日均漏热量确定方法有较大误差的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术涉及一种LNG罐箱日均漏热量确定方法，包括如下步骤：
[0005]步骤一、采集罐箱性能参数：
[0006]步骤二、采集LNG罐箱相关信息参数；
[0007]步骤三、编制饱和均质模型的LNG物性参数表，实现根据罐箱内部压力和LNG中甲烷成分占比查取对应气液状态的密度和焓值；
[0008]步骤四、计算静态日蒸发率；
[0009]步骤五、基于静态日蒸发率的日漏热量，计算得到基于静态日蒸发率的日漏热量Q
d1
；
[0010]步骤六、基于实测数据计算第i天气、液体积V
gi
和V
li
；
[0011]步骤七、基于实测数据计算第i天内能Q
i
；
[0012]步骤八、采用步骤七中相同方法计算基于实测数据计算第i
‑
1天内能Q
i
‑1，第i天和
第i
‑
1读取数据时间相差24小时；
[0013]步骤九、基于实测数据计算第i天日漏热量ΔQ
i
；
[0014]步骤十、分实测数据测量天数不小于n天、实测数据测量天数不足n天但大于n/2天及实测数据测量天数不足n/2天三种情况计算日均漏热量Q
ave
。
[0015]进一步的，所述步骤一中罐箱性能参数包括液氮静态日蒸发率、额定充装率、罐箱体积、有效容积及LNG中甲烷占比。
[0016]进一步的，所述步骤二中LNG罐箱相关信息参数，包括罐内温度、压力、充装率。
[0017]进一步的，所述步骤三中根据罐箱内部压力和LNG中甲烷成分占比查取对应气液状态的密度和焓值的方法为：计算某一固定甲烷成分占比时，不同压力下LNG饱和均质模型的气液密度与气液焓值，实现特定甲烷成分占比时，以内部压力查取密度和焓值的功能；选取不同甲烷成分占比的情况，每种情况重复上述操作，最终实现以内部压力和甲烷成分占比查取密度和焓值的功能。
[0018]进一步的，所述步骤四计算静态日蒸发率a
20
的具体计算方法为：
[0019][0020]q
g
—24小时内蒸发的气体质量，kg/d；
[0021]ρ1—标态下饱和液氮的密度，kg/m3；
[0022]V0—罐箱有效容积，m3；
[0023]h—试验环境压力下液氮的饱和汽化潜热，kJ/kg；
[0024]h
fg
—标态下液氮的饱和汽化潜热，kJ/kg；
[0025]Ts—标态下液氮的饱和液态温度，K；
[0026]T1—试验时日均环境温度，K；
[0027]T2—试验时罐箱内平均压力对应的饱和液态温度，K。
[0028]进一步的，所述步骤五的具体方法为：
[0029][0030]式中：
[0031]k1—转换系数，由标态下LNG和液氮的汽化潜热决定，通过进行液氮和LNG罐箱静置试验对照，确定k1值为0.65；
[0032]a
20
—标态下的液氮静态蒸发率，％/d；
[0033]ρ
LNG
—标态下的LNG的饱和液态密度,kg/m3；
[0034]V0—罐箱有效容积，m3；
[0035]—试验时的充装率，％；
[0036]γ
LNG
—标态下LNG的饱和汽化潜热，kJ/kg；
[0037]k2—环境温度修正系数，参照《GB/T 18443.5
‑
2010》中测试日漏热量转换为标态日漏热量的修正方法确定。
[0038]进一步的，所述步骤六的具体方法为：按照下述公式计算第i天气液体积V
gi
和V
li
[0039][0040]V
gi
＝V0‑
V
li
ꢀꢀꢀ
(3
‑
3)
[0041]m0—初始储存的气相和液相天然气总质量，可通过初始密度ρ
g0
,ρ
l0
和初始充装率Φ计算得到，kg；
[0042]V0—罐箱有效容积，m3；
[0043]V
li
—第i天液体的体积，m3；
[0044]V
gi
—第i天气体的体积，m3；
[0045]ρ
gi
—第i天饱和状态实时气体温度下气体的密度，kg/m3；
[0046]ρ
li
—第i天饱和状态液体实时平均温度下液体的密度，kg/m3；
[0047]其中：ρ
gi
，ρ
li
根据实测压力和LNG组分查取LNG物性参数表得到。
[0048]进一步的，所述步骤七的具体方法为：第i天内能Q
i
按下式计算：
[0049]Q
i
＝ρ
gi
V
gi
H
gi
+ρ
li
V
li
H
li...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG罐箱日均漏热量确定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、采集罐箱性能参数；步骤二、采集LNG罐箱相关信息参数；步骤三、编制饱和均质模型的LNG物性参数表，实现根据罐箱内部压力和LNG中甲烷成分占比查取对应气液状态的密度和焓值；步骤四、计算静态日蒸发率；步骤五、基于静态日蒸发率的日漏热量，计算得到基于静态日蒸发率的日漏热量Q
d1
；步骤六、基于实测数据计算第i天气、液体积V
gi
和V
li
；步骤七、基于实测数据计算第i天内能Q
i
；步骤八、采用步骤七中相同方法计算基于实测数据计算第i
‑
1天内能Q
i
‑1，第i天和第i
‑
1读取数据时间相差24小时；步骤九、基于实测数据计算第i天日漏热量ΔQ
i
；步骤十、分实测数据测量天数不小于n天、实测数据测量天数不足n天但大于n/2天及实测数据测量天数不足n/2天三种情况计算日均漏热量Q
ave
。2.根据权利要求1所述LNG罐箱日均漏热量确定方法，其特征在于，所述步骤一中罐箱性能参数包括液氮静态日蒸发率、额定充装率、罐箱体积、有效容积及LNG中甲烷占比。3.根据权利要求1所述的LNG罐箱日均漏热量确定方法，其特征在于，所述步骤二中LNG罐箱相关信息参数，包括罐内温度、压力、充装率。4.根据权利要求1所述的LNG罐箱日均漏热量确定方法，其特征在于，所述步骤三中根据罐箱内部压力和LNG中甲烷成分占比查取对应气液状态的密度和焓值的方法为：计算某一固定甲烷成分占比时，不同压力下LNG饱和均质模型的气液密度与气液焓值，实现特定甲烷成分占比时，以内部压力查取密度和焓值的功能；选取不同甲烷成分占比的情况，每种情况重复上述操作，最终实现以内部压力和甲烷成分占比查取密度和焓值。5.根据权利要求1所述的基于LNG罐箱日均漏热量确定方法，其特征在于，所述步骤四计算静态日蒸发率a
20
的具体计算方法为：q
g
—24小时内蒸发的气体质量，kg/d；ρ1—标态下饱和液氮的密度，kg/m3；V0—罐箱有效容积，m3；h—试验环境压力下液氮的饱和汽化潜热，kJ/kg；h
fg
—标态下液氮的饱和汽化潜热，kJ/kg；Ts—标态下液氮的饱和液态温度，K；T1—试验时日均环境温度，K；T2—试验时罐箱内平均压力对应的饱和液态温度，K。6.根据权利要求1所述的基于LNG罐箱日均漏热量确定方法，其特征在于，所述步骤五的具体方法为：
式中：k1—转换系数，由标态下LNG和液氮的汽化潜热决定，通过进行液氮和LNG罐箱静置试验对照，确定k1值为0.65；a
20
—标态下的液氮静态蒸发率，％/d；ρ
LNG
—标态下的LNG的饱和液态密度，kg/m3；V0—罐箱有效容积，m3；—试验时的充装率，％；γ
LNG
—标态下LNG的饱和汽化潜热，kJ/kg；k2—环境温度修正系数。7.根据权利要求1所述的LNG罐箱日均漏热量确定方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国强，罗肖锋，金鼎，曹蛟龙，陈庆任，田宇忠，王斯虎，
申请(专利权)人：中国船级社武汉规范研究所，
类型：发明
国别省市：