低温液化气船再液化装置热力分析和操作系统仿真

【摘要】：在我国加入WTO和海峡两岸实现“三通”后,大量的国外船公司和港、澳、台船公司必将涌入国内航运市场,这将使国内大部分本来就处于竞争劣势的LPG船舶公司面临更加严峻的挑战。因此,如何在短时期内全面提高LPG船舶公司的专业管理水平和船员的技术力量就成了迫在眉睫的大问题。无疑,对船员进行模拟器的训练是较为有效的途径之一。在这方面,美国、英国已经开发出相应的产品,并在许多国家和地区进行应用。然而,到目前为止,虽然国内在船舶模拟器方面也作了不少工作,但是在液化气船舶的仿真培训方面,除了广州海运集团培训中心在2001年4月和英国船商公司签订了LCHS2000型液货装卸模拟器(这套模拟器包括油轮、液化气船和化学品船)的订单外,国内尚未出现其他类型的液化气船模拟器。全冷式LPG船舶在我国的发展只有短短几年的历史,在这期间,产生了许多的问题。液化气船员整体素质不高是其中的一个重要原因,按照“STCW78/95”公约的要求,对船员进行模拟器仿真培训是一个重要而有效的措施。 基于上述要求,结合上海市高等学校青年科学基金项目,运用计算机仿真技术,研制了液化气船的仿真模拟器,以供船员进行模拟器仿真培训。在本课题的研究过程中,主要侧重于操作方面的要求并兼顾其他方面,力求将液化气船的运行特性与实际操作要求结合起来,建立相应的仿真模型进行研究,开发符合实际要求的液化气船系统仿真培训训练软件。 经系统测试,该系统运行稳定,模拟效果准确,已达到该软件开发的目的。该项目的研制成功,对提高航海教育的教学水平和提高学生的动手能力及操作技能,都具有重要的现实意义,同时有助于我国航运企业现有船员的培训和知识更新。 在本文中,作者首先介绍了国内外液化气船的发展概况,船舶仿真的现状和应用以及对多种液化气和液化气船进行了简单的介绍;对液化气船舶的核心装置——再液化装胃的种类和作用作了简要的叙述;其次,对典型的复叠式再液化装置进行了有效能分析,对改进装置的性能有一定的帮助。对再液化装胃的主要组成部分—压缩机、换热器、膨胀阀做了较详细性能分析和数学模型,并对液货舱做了较详细的数值模拟,计算了它的热负荷,并从国际气体公司(LGI)选择了相应的再液化装置。最后,本文对液化气船的基本操作—惰化、驱气、预冷、装货、载货航行、卸货等用VB,PHOTOSHOP进行了物理仿真模拟,模拟的效果比较另人满意。受水平和经验所限,难免会有疏漏,敬请不吝指教。 【关键词】：LPG船 再液化装置 有效能分析 仿真 VB 复叠式
【学位授予单位】：上海海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：U674.133.3
【目录】：

• 引言8-9
• 第一章 概述9-13
• 1．1 国外液化气船的发展概况9
• 1．2 国内液化气船的发展状况9-10
• 1．3 计算机仿真技术简介10-11
• 1．4 模拟器(Simulator)的研制11
• 1．5 船舶仿真现状及其优点11-13
• 第二章 液化气和液化气船13-22
• 2．1 液化气货品的介绍13-14
• 2．2 液化气的成分14-16
• 2．3 全冷式液化气船及其液货舱的简介16-22
• 2．3．1 全冷式液化气船17-18
• 2．3．2 液货舱的形式18-22
• 第三章 液化气船再液化装置概述22-31
• 3．1 概述22
• 3．2 利用状态图说明液化气再液化原理和过程22-24
• 3．3 再液化装置的功用与类型24-31
• 3．3．1 再液化装置的功用24-25
• 3．3．2 再液化装置的类型25-31
• 第四章 低温液化气船再液化装置建模与计算31-50
• 4．1 再液化装置的有效能分析31-34
• 4．1．1 能分析和有效能分析31
• 4．1．2 有效能分析31-32
• 4．1．3 有效能分析的必要性32-34
• 4．2 复叠式再液化装置的有效能分析34-36
• 4．3 压缩机的数学模型36-40
• 4．3．1 容积系数λ_P38
• 4．3．2 压力系数λ_P38-39
• 4．3．3 漏气系数λ_l39
• 4．3．4 温度系数λ_T39-40
• 4．4 热交换器工作特性的数学模型40-44
• 4．4．1 管壳式换热器的传热计算40-42
• 4．4．2 管壳式换热器压降计算42-44
• 4．5 节流阀的数学模型44
• 4．6 液货舱的数学模型44-50
• 第五章 液化气船基本操作与仿真50-74
• 5．1 编程语言Visual Basic简述50
• 5．1．1 可视化50
• 5．1．2 面向对象编程50
• 5．2 系统的仿真50-52
• 5．3 惰化52-56
• 5．4．1 在海上航行时利用甲板备用贮罐的液货进行驱气54
• 5．4．2 利用岸上供应的货物进行驱气54-56
• 5．5 预冷56-63
• 5．5．1 预冷方法56-59
• 5．5．2 关于罐体预冷的传热计算59-63
• 5．6 装货63-68
• 5．7 载货航行68-70
• 5．8 卸货70-74
• 5．8．1 用货物压缩机卸货70
• 5．8．2 用货物压缩机和货舱外的离心泵联合卸货70-71
• 5．8．3 用货舱内的离心泵卸货71-72
• 5．8．4 卸货作业的一般注意事项72-74
• 第6章 结论74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-77

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