本發明屬于產量預測，涉及一種基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法及相關裝置。

背景技術：

1、lng（liquefied?natural?gas，液化天然氣）儲罐在存儲和運輸過程中，受環境溫度、儲罐絕熱性能及內部熱交換等因素的影響，lng儲罐內部的lng不可避免地發生蒸發，產生bog（boil-off?gas，蒸發氣），bog的產生不僅會影響lng儲罐內部壓力的穩定性，還可能導致能源損失，甚至影響后續氣化輸送、再液化回收及安全管理，因此，準確預測lng儲罐的bog產生量，對于優化lng儲罐運行、提高能源利用率和降低安全風險具有重要意義。

2、目前，bog產生量的預測方法主要包括經驗公式估算、壓力變化法和基于熱交換的數學模型方法，其中，經驗公式估算方法通常基于lng儲罐的設計參數和歷史運行數據進行近似計算，但該方法難以考慮不同環境因素的影響，預測精度較低；壓力變化法通過監測儲罐內部壓力的變化速率計算bog量，但容易受到液位變化、操作條件波動的影響，適用性有限；基于熱交換的數學模型方法則利用儲罐的熱物理特性、外部環境參數和lng物性參數建立熱交換計算模型，在一定程度上提高了預測精度，但現有方法多采用單一溫度或靜態熱平衡計算，未能充分考慮儲罐內部的溫度分層及外部環境動態變化對汽化潛熱的影響，因此預測的準確性較差。

技術實現思路

1、本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法及相關裝置，該方法及相關裝置能夠準確預測lng儲罐的bog產生量。

2、為達到上述目的，本發明公開了一種基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法，包括：

3、獲取lng儲罐的絕熱性能參數、lng的熱物性參數及lng儲罐的結構參數；

4、基于所述lng儲罐的絕熱性能參數、lng的熱物性參數及lng儲罐的結構參數，構建lng儲罐內部熱交換動態模型；

5、獲取lng儲罐內液相的分層溫度梯度及lng儲罐內氣相的分層溫度梯度，獲取lng儲罐的外部周圍環境參數；

6、將所述lng儲罐內液相的分層溫度梯度、lng儲罐內氣相的分層溫度梯度以及lng儲罐的外部周圍環境參數輸入到所述lng儲罐內部熱交換動態模型中，預測得到lng儲罐內各高度層的bog生成速率，根據所述lng儲罐內各高度層的bog生成速率計算lng儲罐的bog總產生量。

7、本發明所述基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法的進一步改進在于：

8、進一步的，所述lng儲罐的絕熱性能參數包括lng儲罐壁面的熱流密度；所述lng的熱物性參數包括lng的汽化潛熱；所述lng儲罐的結構參數包括lng儲罐的壁厚。

9、進一步的，所述lng儲罐內部熱交換動態模型由lng儲罐總熱輸入方程、lng儲罐壁體傳熱方程、lng汽化質量計算方程以及lng溫度變化方程構成。

10、進一步的，所述lng儲罐的bog總產生量為：

11、

12、其中，為分層數，為lng儲罐內第高度層的bog生成速率。

13、進一步的，所述lng儲罐內第高度層的bog生成速率為：

14、

15、

16、其中，為修正后的lng理論汽化質量，為lng儲罐內第高度層的液相溫度，為lng儲罐內第高度層的氣相溫度，為修正后的總熱輸入，為單位時間通過lng儲罐壁體傳輸的熱量，為調整系數，為lng混合物的汽化潛熱，為lng儲罐內lng的平均溫度。

17、進一步的，所述修正后的總熱輸入為：

18、

19、其中，為經驗修正項，為：

20、；

21、其中，為標準濕度，為溫度修正系數，為濕度修正系數，為風速修正系數，為lng儲罐外部周圍環境的溫度，為lng儲罐外部周圍環境的濕度，為lng儲罐外部周圍環境的風速，為單位時間內進入lng儲罐的總熱量。

22、進一步的，所述lng儲罐內第高度層的液相溫度及lng儲罐內第高度層的氣相溫度為：

23、

24、

25、其中，為lng儲罐內液相的初始溫度，為lng儲罐內氣相的初始溫度，為液相的分層高度，為氣相的分層高度，為lng儲罐內液相的分層溫度梯度，為lng儲罐內氣相的分層溫度梯度。

26、本發明公開了一種基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測系統，包括：

27、第一獲取模塊，用于獲取lng儲罐的絕熱性能參數、lng的熱物性參數及lng儲罐的結構參數；

28、構建模塊，用于基于所述lng儲罐的絕熱性能參數、lng的熱物性參數及lng儲罐的結構參數，構建lng儲罐內部熱交換動態模型；

29、第二獲取模塊，用于獲取lng儲罐內液相的分層溫度梯度及lng儲罐內氣相的分層溫度梯度，獲取lng儲罐的外部周圍環境參數；

30、預測模塊，用于將所述lng儲罐內液相的分層溫度梯度、lng儲罐內氣相的分層溫度梯度以及lng儲罐的外部周圍環境參數輸入到所述lng儲罐內部熱交換動態模型中，預測得到lng儲罐的bog總產生量。

31、本發明公開了一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現所述基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法的步驟。

32、本發明公開了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現所述基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法的步驟。

33、本發明具有以下有益效果：

34、本發明所述的基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法及相關裝置在具體操作時，綜合考慮lng儲罐的絕熱性能參數、lng的熱物性參數及lng儲罐的結構參數，構建lng儲罐內部熱交換動態模型，使得lng儲罐內部熱交換更加符合真實環境，與此同時，將所述lng儲罐內液相的分層溫度梯度、lng儲罐內氣相的分層溫度梯度以及lng儲罐的外部周圍環境參數輸入到所述lng儲罐內部熱交換動態模型中，預測得到lng儲罐的bog總產生量，其中，基于多源數據輸入的方式，使得預測得到的結果能夠適應不同氣候條件，避免單一參數預測的有限性，同時，基于分層溫度梯度預測lng儲罐的bog總產生量，以提高預測的精細化程度，使bog總產生量的預測結果更加準確、可靠。

技術特征：

1.一種基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法，其特征在于，所述lng儲罐的絕熱性能參數包括lng儲罐壁面的熱流密度；所述lng的熱物性參數包括lng的汽化潛熱；所述lng儲罐的結構參數包括lng儲罐的壁厚。

3.根據權利要求1所述的基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法，其特征在于，所述lng儲罐內部熱交換動態模型由lng儲罐總熱輸入方程、lng儲罐壁體傳熱方程、lng汽化質量計算方程以及lng溫度變化方程構成。

4.根據權利要求1所述的基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法，其特征在于，所述lng儲罐的bog總產生量為：

5.根據權利要求4所述的基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法，其特征在于，所述lng儲罐內第高度層的bog生成速率為：

6.根據權利要求5所述的基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法，其特征在于，所述修正后的總熱輸入為：

7.根據權利要求5所述的基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法，其特征在于，所述lng儲罐內第高度層的液相溫度及lng儲罐內第高度層的氣相溫度為：

8.一種基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測系統，其特征在于，包括：

9.一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1-7任一項所述基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-7任一項所述基于熱交換的lng儲罐液化bog產生量預測方法的步驟。

技術總結
本發明公開了一種基于熱交換的LNG儲罐液化BOG產生量預測方法及相關裝置，屬于產量預測技術領域，包括：獲取LNG儲罐的絕熱性能參數、LNG的熱物性參數及LNG儲罐的結構參數；構建LNG儲罐內部熱交換動態模型；獲取LNG儲罐內液相的分層溫度梯度及LNG儲罐內氣相的分層溫度梯度，獲取LNG儲罐的外部周圍環境參數；將所述LNG儲罐內液相的分層溫度梯度、LNG儲罐內氣相的分層溫度梯度以及LNG儲罐的外部周圍環境參數輸入到所述LNG儲罐內部熱交換動態模型中，預測得到LNG儲罐內各高度層的BOG生成速率，根據所述LNG儲罐內各高度層的BOG生成速率計算LNG儲罐的BOG總產生量，該方法及相關裝置能夠準確預測LNG儲罐的BOG產生量。

技術研發人員：任益群,邵永前,吳翔,查釗,任欣波,劉羽軒,林海威,劉佳樂,寧雪蓉,趙飛飛
受保護的技術使用者：西安電子科技大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24