【摘 要】
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随着我国能源结构的调整,液化天然气(LNG)由于其清洁高效而受到广泛关注。传统运输方式已经不能满足LNG日益增长的需求,社会希望铁路行业开展LNG运输的呼声与日俱增。2020年,我国国家铁路电气化率达74.9%,铁路开展LNG运输业务,有必要对电气化铁路条件下LNG运输的安全性进行研究,为制定LNG铁路安全运输条件提供技术支持。论文调研了LNG国内运输现状,分析了LNG公路储运事故,发现近80%的
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随着我国能源结构的调整,液化天然气(LNG)由于其清洁高效而受到广泛关注。传统运输方式已经不能满足LNG日益增长的需求,社会希望铁路行业开展LNG运输的呼声与日俱增。2020年,我国国家铁路电气化率达74.9%,铁路开展LNG运输业务,有必要对电气化铁路条件下LNG运输的安全性进行研究,为制定LNG铁路安全运输条件提供技术支持。论文调研了LNG国内运输现状,分析了LNG公路储运事故,发现近80%的事故均为罐内压力异常或管路破损而导致的LNG泄漏。LNG泄漏产生的云团具有易燃、易爆特点,尤其在电气化铁路条件下,接触网若因弓网分离而产生电火花,在一定浓度范围内,有引发燃爆事故的风险。由于隧道中LNG泄漏后不易扩散,危险性更大,因此选取在隧道中LNG铁路罐箱泄漏工况作为研究对象。本文依托项目课题,首次进行了电气化铁路条件下LNG罐箱超压排放危险性试验,并仿照试验工况利用计算流体力学模型(CFD)fluent软件进行数值模拟计算。将仿真所得数值和试验数据进行偏差分析后,验证了fluent对LNG泄露扩散仿真计算的合理性和可靠性。通过研究LNG铁路罐箱的泄漏模式和泄漏机理,引入合理的计算模型,对相关参数进行计算并设置边界条件,继而对隧道中LNG罐箱泄漏扩散进行仿真。仿真计算后得到LEL浓度和1/2LEL浓度的云团在隧道中扩散的危险区域、上方接触网电线附近的甲烷浓度数值及冻伤距离。通过研究隧道中LNG罐箱泄漏扩散对风速、环境温度、泄漏口大小的敏感性发现:风速越大,扩散达到稳定越快,危险性越小;泄漏口越大,扩散达到稳定越慢,危险性越大;环境温度越高,扩散达到稳定越快,危险性越大。且风速和泄漏口大小对隧道中LNG铁路罐式箱泄漏扩散的影响较大,环境温度对其影响较小。论文研究结果为LNG铁路运输事故应急处置提供了理论依据和相关建议,具有一定现实意义。
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