石油和天然气

氢气CFD模拟软件

现代氢罐

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Trond Evanger

Trond Evanger

工厂CFD解决方案部门负责人

DNV和Equinor正在开发KFX计算流体动力学(CFD)软件,以提高氢气解决方案更广泛部署的安全性。

背景

向低碳社会的过渡依赖于引进新的和不断发展的技术,预计氢将在未来的能源结构中发挥重要作用。作为一种多功能的能源载体,氢可能有助于在运输、电力生产、工业、供暖等多个部门大幅减少二氧化碳排放。乐动官网网址氢也可以成为更多风能和太阳能可再生能源生产的关键,因为间歇性过剩的能源可以储存为氢,并用于平衡能源的可用性和需求。然而,为了更广泛的部署,需要解决重大的安全挑战,特别是与极冷释放(-250°C)、火灾和爆炸有关的挑战。

通过可再生能源生产的氢,或通过天然气重整与二氧化碳捕获和储存相结合生产的氢,可以远距离运输,以满足远离生产地点的能源需求。以氢为基础的零排放运输的潜力将特别适用于陆地和海上船只上的重型车辆。

挑战

氢通常储存在高达700bar的高压下,或在非常低的温度下(通常为-250°C (20K))以液氢形式储存。任何液氢的意外释放都将具有极低的温度,高度扩散,湍流,受浮力影响很大,并将是爆炸性的。

氢危险场景中涉及的复杂物理相互作用尚未完全理解,文献中可用的实验数据有限。与碳氢化合物火焰相比,氢火焰和火焰预计具有较低的辐射。但在挪威石油公司Spadeadam研究和测试设施进行的实验表明,更大的氢火焰辐射水平可能比预期的要高得多,这将被进一步研究。此外,还将解决氢混合物(如CO、N2和碳氢化合物)的释放和燃烧问题。这些混合物通常存在于工业过程和发电中。

客观的

JIP的目标是在未来三年内进一步开发KFX,引入详细的氢气模拟能力,并支持将氢气运输和储存的安全性提高到一个新的水平。KFX新氢开发的重点将是气体分散、火灾和爆炸、氢和其他成分的混合物,以及液氢的释放和相应的低温效应。

结果

在项目期结束时,具有氢功能的KFX版本将上市,该版本专注于定量工业安全分析,特别是与分散、火灾和意外氢释放爆炸有关的分析。这对于氢基础设施的安全部署至关重要。

项目状态

JIP由Equinor和DNV作为合作伙伴启动。

该项目将于2024年底完工,我们正在寻求更多的合作伙伴为开发做出贡献。

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