油轮货油加热过程操作系统开发研究

论文摘要

石油是世界各国的主要能源。在当今以至未来的几十年里,石油仍将是人类最主要的能源之一。目前,石油的运输主要有输油管道和油轮运输两种方式,而输油管道具有一定的局限性,它一般适用于近距离的石油输送,且对地理环境也有一定的要求,对于远距离的石油输送还主要靠油轮运输。在油轮运输过程中,由于原油的粘度大,倾点一般较高,因此,原油轮在卸货时如果温度很低,将会难以卸油,所以通常要对液货进行加温,以满足卸油的需要。当今油轮加热的方式大都是蒸汽加热。用蒸汽对货油进行加热,一方面,时间过早或加热温度过高会造成船舶营运经济性差,并且污染环境;另一方面,蒸汽对货油加温过晚或不足,则会造成卸货困难,影响船期。因此,油轮油舱加热时间的控制,对油轮原油运输有着十分重要的意义。本文采用理论分析和实船检验相结合的方法,针对大连远洋运输公司68000DWT双壳体油轮“班公湖”,根据非稳态导热集总参数法对其货油舱的加热过程和保温过程进行了分析研究,建立了油轮单个油舱加热和保温数学模型,并对油轮货油加热、保温计算软件进行了开发研究。为了增强机舱人员操作的灵活性与方便性,文中采用了分舱的计算方法,根据每个油舱中不同的液位高度来进行计算,这样就提高了计算的精确性,同时也扩大了油舱计算的应用范围。根据“班公湖”具体结构参数建立的软件操作系统充分考虑了各方面因素的影响:油轮底部和船舷侧双层壳的影响;油轮压载舱中压载水的影响;与所要计算的货油舱相邻的油舱的影响:双层壳之间加强筋对传热面积的影响;加热盘管面积和材质的影响;加热水蒸汽压力和温度的影响;锅炉蒸发量的影响;货油密度、比热容、粘度、导热系数等物性参数的影响;油舱上表面惰性气体的影响;海水温度、大气温度的影响以及降雨程度和甲板上浪的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 国内外研究状况
• 1.2.2 未来油轮发展趋势
• 1.3 本文的主要任务和创新工作
• 第2章 油轮加热概述
• 2.1 油轮加热装置简介
• 2.1.1 油轮惰气系统原理图
• 2.1.2 现行的油轮加热装置
• 2.2 货油加热过程简介
• 2.2.1 加热作业的一般流程
• 2.2.2 货油性质对加热过程的影响
• 2.2.3 加热过程中需要注意的因素
• 第3章 “班公湖”轮结构及相关参数的符号表示
• 3.1 油舱及压载舱整体布置图
• 3.2 班公湖油舱结构参数
• 3.3 “班公湖”油舱加热和保温模型的建立
• 3.3.1 加热模型能量守恒方程的建立
• 3.3.2 加热时间τ的推导
• 3.3.3 保温模型能量守恒方程的建立
• 3.3.4 油舱顶面的传热过程
• 3.3.5 油舱底面的传热过程
• 3.3.6 油舱底部加热盘管的传热过程
• 3.3.7 加热油舱与相邻油舱传热过程
• 3.3.8 船舷侧热量传递研究
• 3.4 不规则货油舱模型及油舱特殊情况的考虑
• 3.4.1 一号货油舱模型尺寸及热阻分析
• 3.4.2 六号货油舱模型及热阻分析
• 3.4.3 二号货油舱模型及热阻分析
• 第4章 分舱计算的单值性条件
• 4.1 导热过程的单值性条件
• 4.2 货油舱传热过程几何条件和物理条件
• 4.2.1 一号货油舱尺寸
• 4.2.2 其他货油舱的结构尺寸
• 4.2.3 底面和侧面加强筋尺寸
• 4.2.4 加热盘管说明
• 4.2.5 货油的物性参数
• 4.2.6 空气及惰性气体的物性参数
• 4.2.7 海水的物性参数
• 4.2.8 加热蒸汽物性参数
• 4.3 “班公湖”油舱及压载舱液位的确定
• 第5章 “班公湖”货油舱分舱计算操作系统简介
• 5.1 软件功能简介
• 5.2 软件的启动
• 5.3 程序窗口操作说明
• 5.3.1 主窗口介绍及操作说明
• 5.3.2 副窗口介绍及操作说明
• 第6章 结论与分析
• 6.1 结论
• 6.2 本论文的不足
• 6.3 论文展望
• 参考文献
• 附录 加强筋与空气热阻部分公式推导
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历