一种LNG罐箱剩余维持时间运动修正方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种LNG罐箱剩余维持时间运动修正方法及系统，方法包括S1采集参数LNG罐箱效容积、安全阀起跳压力、静态蒸发率、绝热型式、LNG组分及物性参数、LNG罐箱相关信息参数；S2根据饱和均值模型计算得到的LNG储罐剩余维持时间t；S3基于热流不均匀系数修正模型对饱和均值模型计算得到的维持时间t进行修正，得到在堆场静置状态下的满罐剩余维持时间；S4判断LNG罐是否为运动状态，若是，则构建剩余维持时间的运动修正模型，在热流不均匀系数修正计算结果基础上，根据运动修正模型对剩余维持时间进行修正，得到在运输状态下的剩余维持时间。本发明专利技术实现LNG罐箱实际维持时间的精确预报，提升LNG罐箱运输过程中的安全控制水平。提升LNG罐箱运输过程中的安全控制水平。提升LNG罐箱运输过程中的安全控制水平。

【技术实现步骤摘要】
一种LNG罐箱剩余维持时间运动修正方法及系统


[0001]本专利技术属于LNG燃料动力船安全
，更具体地，涉及一种LNG 罐箱剩余维持时间运动修正方法及系统。

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。
[0003]而行业现有关于LNG罐箱剩余维持时间预报方法，基本上都是通过饱 和均质模型计算的LNG罐箱到起跳状态所需漏热量和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。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静态测试转 换所得，其所测得的值为标准状态下的静态日蒸发率，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、罐箱运动等因素的 变化，日蒸发率会有明显变化。饱和均值算法虽然可引入俄罗斯模型进行 修正，但仍未考虑到罐箱在运输过程中的运动影响。
[0004]针对上述存在问题，结合LNG罐箱实船运输实验数据，仅用热流不均 匀系数修正模型这种行业已有方法计算所得结果与LNG罐箱实际无损维持 时间之间有明显误差，LNG罐箱在行业已有方法计算所得剩余维持时间之前 发生安全阀起跳的情况普遍存在，这也反映出了行业已有方法应用于实际 罐箱时有一定的安全隐患，需要针对运动导致日蒸发率的变化提出模型修 正，减小预报与实际的误差，并消除上述隐患。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种LNG罐箱剩 余维持时间运动修正方法，为了弥补现有计算模型中未考虑罐箱在实际在 途运输中，因为运动导致的静置状态的温度分层被破坏，导致现有算法中 热流不均匀系数修正模型计算得出的剩余维持时间与实际维持时间之间存 在误差的缺陷，提出一种精确的LNG罐箱实际维持时间的修正方法。罐箱 实时状态监测参数和初始参数，结合运动参数(振幅和频率)从而实现LNG 罐箱实际维持时间的精确预报，提高对LNG罐箱状态信息感知程度，提升 LNG罐箱运输过程中的安全控制水平。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术一个方面，提出了一种LNG罐箱剩余维 持时间运动修正方法，包括以下步骤：
[0007]S1采集参数：LNG罐箱效容积、安全阀起跳压力、静态蒸发率、绝热 型式、LNG组分
及物性参数、LNG罐箱相关信息参数；
[0008]S2根据饱和均值模型计算得到的LNG储罐剩余维持时间t；
[0009]S3基于热流不均匀系数修正模型对饱和均值模型计算得到的维持时间 t进行修正，得到在堆场静置状态下的满罐剩余维持时间；
[0010]S4判断LNG罐是否为运动状态，若是，则构建剩余维持时间的运动修 正模型，在热流不均匀系数修正计算结果基础上，根据运动修正模型对剩 余维持时间进行修正，得到在运输状态下的余维持时间，否则，输出步骤 S3获取的静置状态下的满罐剩余维持时间。
[0011]进一步地，步骤S3中，所述热流不均匀系数修正模型为：
[0012][0013][0014][0015]式中：
[0016]P
*
—无因次压力；
[0017]Φ
i
—实时充满率；
[0018]F—无因次漏热率；
[0019]q—单位面积漏热流密度,w/m2[0020]q—实时状态下的液体质量，kg；
[0021]A—储罐内容器外表面积，m2；
[0022]a
LNG20
—LNG静态蒸发率(质量分数)，％/d；
[0023]k2—环境温度修正系数；
[0024]γ
LNG
—标准大气压下饱和LNG的气化潜热，kJ/kg；
[0025]c—实时状态下的液体比热容，kJ/(kg
·
K)；
[0026]T
i
—实时状态下液体平均温度，K；
[0027]P
n
—终了压力，即安全阀起跳压力，MPa；
[0028]P
i
—实时压力，MPa；
[0029]P
cr
—临界压力，MPa。
[0030]进一步地，步骤S4中，所述运动修正模型为：
[0031]D＝(a
×
R
ev3
+b
×
R
ev2
+c
×
R
ev
+d)
[0032]式中：
[0033]D—运动修正系数；
[0034]R
ev
—振动雷诺数；
[0035]a，b，c，d—运动模型修订系数。
[0036]进一步地，所述振动雷诺数为：
[0037][0038]式中：
[0039]R
ev
—振动雷诺数；
[0040]A
mp
—运动振幅，m；
[0041]f—运动频率，Hz；
[0042]RD—储罐圆柱段直径；
[0043]VN—LNG在温度T
i
下的粘度。
[0044]进一步地，步骤S1中，LNG罐箱相关信息参数包括：罐内温度、压力、 充装率以及罐体加速度。
[0045]按照本专利技术的另一个方面，提供一种LNG罐箱剩余维持时间运动修正系 统，包括：
[0046]参数采集模块，用于采集LNG罐箱效容积、安全阀起跳压力、静态蒸 发率、绝热型式、LNG组分及物性参数、LNG罐箱相关信息参数；
[0047]剩余维持时间计算模块：用于根据饱和均值模型计算得到的LNG储罐 剩余维持时间t；
[0048]热流不均匀系数修正模块，用于基于热流不均匀系数修正模型对饱和 均值模型计算得到的维持时间t进行修正，得到在堆场静置状态下的满罐 剩余维持时间；
[0049]运动模型修正模块，用于判断LNG罐是否为运动状态，若是，则构建 剩余维持时间的运动修正模型，在热流不均匀系数修正计算结果基础上， 根据运动修正模型对剩余维持时间进行修正，得到在运输状态下的余维持 时间，否则，输出步骤S3获取的满罐剩余维持时间。
[0050]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要 具备以下的技术优点：
[0051]1.本专利技术通过对运动模型优化，可以实现LNG罐箱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LNG罐箱剩余维持时间运动修正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1采集参数：LNG罐箱效容积、安全阀起跳压力、静态蒸发率、绝热型式、LNG组分及物性参数、LNG罐箱相关信息参数；S2根据饱和均值模型计算得到的LNG储罐剩余维持时间t；S3基于热流不均匀系数修正模型对饱和均值模型计算得到的维持时间t进行修正，得到在堆场静置状态下的满罐剩余维持时间；S4判断LNG罐是否为运动状态，若是，则构建剩余维持时间的运动修正模型，在热流不均匀系数修正计算结果基础上，根据运动修正模型对剩余维持时间进行修正，得到在运输状态下的余维持时间，否则，输出步骤S3获取的静置状态下的满罐剩余维持时间。2.根据权利要求1所述的一种LNG罐箱剩余维持时间运动修正方法，其特征在于，步骤S3中，所述热流不均匀系数修正模型为：t
*
＝(2.2125
‑
1.66P
*
+0.83P
*2
)
·
(－4.38Φ
i3
+8.861Φ
i2
‑
5.539Φ
i
+1.959)
·
(－204F2+20.48F+0.8)20.48F+0.8)式中：P
*
为无因次压力；Φ
i
为实时充满率；F为无因次漏热率；q为单位面积漏热流密度,w/m2；q为实时状态下的液体质量，kg；A为储罐内容器外表面积，m2；a
LNG20
为LNG静态蒸发率(质量分数)，％/d；k2为环境温度修正系数；γ
LNG
为标准大气压下饱和LNG的气化潜热，kJ/kg；c为实时状态下的液体比热容，kJ/(kg
·
K)；T
i
为实时状态下液体平均温度，K；P
n
为终了压力，即...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹蛟龙，田宇忠，罗肖锋，金鼎，周国强，庄琳璐，陈庆任，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：