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DOI编码：10.13646/j.cnki.42-1395/u.2024.24.006

进气速度对C型液货舱气体惰化特性影响分析

邓思雨

（浙江海洋大学船舶与海运学院，浙江舟山316022）

摘要：为建立更完善的惰化评价体系，对LNG船舶独立C型液货舱的气体惰化过程进行数值模拟。通过建立氮

气惰化分析模拟模型，改变情性气体的进气速度，对舱内气体惰化进程β、排污效率CRE、混合特性φ以及空气龄

变化特征等惰化指标进行分析并对安全性以及经济性进行评价，为开展惰化机理及关键技术研发、高效惰化系统开

发奠定基础。分析结果表明：各方案安全因子SF均大于1，安全性较强；随着进气速度增加，惰化进程加快，T1

等快速下降，但是进气速度大于4m/s阶段下降趋势减缓；进气速度增加时T时刻的β和β逐渐减小，相应

12%12.3%

的惰化完成率逐渐降低，分析其原因认为是过大的进气速度会加强惰性气体和舱内气体混合，因为进气速度增加导

致混合度φ增大；通过对比发现进气速度为4m/s时气体混合度φ=1.27，相比其他方案在惰化完成时间以及减少

惰性气体耗费方面具有优势，推荐采用。

关键词：LNG液舱；活塞式惰化；惰化评价体系；数值模拟

中图分类号：U491文献标识码：A文章编号：1006-7973（2024）12-0014-03

一、引言LNG独立C型液货舱长约为58.3m，宽约为13.2m，

天然气资源分布和供需地分布不平衡，因此需要长距离3

总体积约为8,166.6m。进气口位于模型中上部，出气口位

运输[1，2]。海上运输因其经济性高、运输量大而被广泛运用于模型中下部。选取液舱纵剖面左侧的矩形区域建模，将液

于天然气的长距离运输[3]，船舶运输是液化天然气舱模型进行简化如图1所示。具体如表1所示。

（LiquefiedNaturalGas，LNG）运输方式中运用最广

的运输方式之一[4，5]。

液体燃料舱室的火灾和爆炸是造成飞机和LNG运输船

事故的主要潜在风险之一[6]，液体燃料舱室极其需要安装防

护系统，以消除或显著减少可燃气体的产生[9]。在新建或者

检修后的液舱首次储存LNG之前，需要对液舱进行多项液货

作业流程。其中包括液货舱检验、干燥、惰化、驱气、预冷

等环节。惰化是在液舱储存LNG之前的一个重要环节，为防

止液舱内首次进入LNG时与空气混合形成爆炸性混合气体

进而发生爆炸事故[10]。研究表明，当飞机燃料箱和LNG储

罐的O体积分数（α）分别低于9%[8]和12.3%[11]时，可以

2

有效降低燃烧和爆炸的风险。

此外，研究和实践表明，注入惰性气体对液体燃料舱室图1LNG船液舱物理模型及局部网格图

进行惰化是降低α方法之一[12，13]。当进行LNG液舱进行惰在初始状态下，液舱内温度为300K，将舱内空气成分

化实际操作时，由于无法准确预知舱内α是否低于12.3%，简化为21%的O和79%的N。采用纯N充入液舱进行惰