LNG储运安全性问题的非线性机理及其智能评价.pdfVIP

第 卷第 期 天 然 气 工 业 工程建设 ’* # =? 储运安全性问题的非线性机理及其智能评价 马晓茜 （华南理工大学电力学院） 马晓茜 储运安全性问题的非线性机理及其智能评价 天然气工业， ； （）： : =? : ’* ’* # !’* @ !’# 摘 要 随着我国对液化天然气（ ）的大量进口以及随之而来的 的广泛应用。 的储运安全性问 =? =? =? 题就显得越来越突出。传统的研究液化天然气的理论主要是运用经典的确定性理论，而=? 的分层、涡旋、扩散、 爆炸、轰燃等现象是复杂的非线性动力系统，运用经典的确定性理论来研究这些现象，可能会抹杀其复杂性本质。 文中通过研究=? 物性和状态变量对=? 分层、涡旋、泄漏、扩散、爆炸和轰燃的影响，归纳出=? 储运常见事故 发生的热力条件和事故形成的特点。建立描述=? 涡旋的分形模型、描述对流分层和泄漏扩散的时空混沌模型、 描述爆炸和轰燃的突变模型，并用耦合映象格子模型等方法对所建立的模型进行数值模拟，以达到定量描述=? 事故发生、发展过程的目的。用项目研究和调研所得的数据构成训练样本集，结合非线性理论、模糊理论、人工神 经网络，构造出完整的预测和评价模型，实现了对=? 储运常见事故的实时预测和储运系统安全性的智能化评价， 为建立安全的=? 储运系统提供了理论依据。 主题词 液化天然气 储运 安全 事故 模拟模型 人工智能 安全措施 将天然气液化，其体积将缩小到原来的 ! A #’%， 液体获得热量，使其温度升高，密度减小，当底部液 有利于储存和运输，故液化天然气（ ）已成为天然 体密度小于上部液体密度时，分层平衡将被破坏，形 =? 气储运的一种重要方式，我国有关部门已拟在广东、 成所谓的“翻腾”（BC00CD1E ），引起液体蒸发率剧增和 〔 〕 福建、浙江等地建立 =? 接收站。但是，在 =? 储 涡旋 ! @ * 。已有的研究可以说明=? 分层、涡旋、振 运过程中存在着涡旋振动、泄露扩散、爆炸燃烧等安 动的原因，但对内部流动、混合过程却缺乏数学描述 全性问题。而对 =? 安全性的研究，涉及工程热物 和定量计算。 理、制冷技术、安全工程、非线性动力系统、人工智能 =? 涡旋是典型的非线性问题，大涡旋串级成 等多个学科领域。因此有必要将=? 储运系统，视 小涡旋的过程是典型的分形，可以运用分形理论的 为一个动力系统，从最基本的质能传递关系式出发， 间歇性、分数维、标度指数等概念来描述，以利于对 围绕其非线性特征，揭示事故发生的规律，进而利用 涡旋和振动强度的定量预测。同时，因为不同密度 人工智能技术，联系多种相关因素，导出预测与评价 差形成液体内部的对流运动，与大气热对流及火灾 方法。 中烟气羽流等有一定的相似性。美国气象学家 =CE1F 曾对热对流运动的偏微分方程进行了求解，发 分层、涡旋的混沌与分形 现热对流动力系统有混沌解。笔者曾研究火灾烟气 〔〕 =? 涡旋，是因不同组分的密度差异或因氮先 羽流，发现烟气羽流也存在混沌解$ 。故此拟用混 蒸发而分层，或自动分层后，发生的液层间强烈的混 沌学来描述液化天然气内部对流，这将有利于对这 合现象。在已有的一些研究中，对该问题的解释是： 一非线性动力系统的