石化企业毒气泄漏的数值模拟与危险性评估

针对石化企业中可能造成毒气泄漏的装置或设备,从工程实际出发,建立了3种毒气泄漏和扩散的数值模型.根据模型和给定的扩散条件,对毒气的泄漏和扩散进行数值模拟和动态仿真,得到毒气泄漏后人员死亡区域、危险区域和有感区域的动态变化结果.对石化企业有毒物质源进行毒性分级,并确定了相应的毒气泄漏危险性参数.通过给定的装置和设备泄漏危险性参数计算得到毒气泄漏的危险性矩阵,进而对石化企业有毒有害气体泄漏进行危险性评估.     

对毒气泄漏扩散事故中人员疏散的研究

对毒气泄漏扩散及其事故人员应急疏散的研究是事故应急救援的基础.针对近年来日益增多的毒气泄漏事故,系统评述了国内外毒气泄漏扩散及事故人员应急疏散方面的研究,在此基础上,提出了一套切实可行的研究方法和进一步的研究方向.     

重大毒气泄漏事故区域疏散分析系统设计与应用

为了对重大毒气泄漏事故的后果影响及相关疏散区域进行分析,构建基于GIS的重大毒气泄漏事故区域疏散分析系统,对区域疏散分析业务流程和数据流程进行分析,对系统总体结构和数据结构进行设计,并结合具体案例,进行扩散模拟,对事故影响区域以及区域疏散效果进行分析,研究结果表明:混合通知方式下的疏散效率最高,毒气泄漏事故发生后应尽早通知周边居民疏散。     

毒气泄漏事故监测预警系统的研究

毒气泄漏会对公众生命财产安全构成威胁,为了有效的监测毒气泄漏事故现场情况、预测事故影响范围、快速进行预警通知,研究了毒气泄漏事故现场监测预警系统。结合毒气泄漏事故的特征、事故处置流程等搭建移动式监测预警平台,平台采用无线传输方式集成便携式气象站、气体浓度传感器、单兵等前段采集设备,通过毒气扩散的快速预测模型进行风险预测分析,运用地理信息系统（GIS）空间分析和短信群发功能实现预警通知。研究结果可为泄漏事故的应急处置提供科学的决策支持。     

有毒气体泄漏场景模拟与区域疏散分析

针对CBRN事故中的毒气泄漏场景进行研究,采用SLAB模型模拟有毒气体的泄漏扩散,并给出模拟流程。以山东某企业光气泄漏灾害应急疏散项目为例,计算不同风速和泄漏孔径的毒气泄漏的最远扩散距离、到达时间与持续时间。通过模拟获得有毒气体浓度的时间空间分布数据,得出致死区、重伤区和轻伤分区的范围变化情况。证明随时间的推移,光气不断向下风向扩散。最后通过系统设计与程序运算,实现了事故信息的获取、划定事故影响区域和疏散范围以及对疏散人口进行预测的目的。有毒气体扩散模拟与区域疏散分析对于合理制定针对CBRN事故的应急疏散方案具有重要意义。     

引入时间叠加的高斯液氨泄漏扩散 模拟及人员疏散研究

针对现有高斯模型进行液氨泄漏扩散模拟时未考虑气体空间叠加效应的问题,提出了改进的引入了时间叠加因素的高斯扩散模型。以某 工业园区用氨单位为实例,模拟毒气泄漏扩散情形,分析液氨泄漏后的浓度分布,在此基础上划分事故影响范围,结合周边实际情况,建立了 风险矩阵和人口密度矩阵,进行区域社会风险分析,验证了模拟的准确性,根据高斯扩散浓度范围及区域社会风险分析结果,确定了疏散区域 及最佳疏散路径,可为工业园区的应急疏散提供决策支撑。     

基于CFD的毒气泄漏中毒定量评估

针对有关毒气急性中毒研究只能根据经验公式和接触限值划定危险区域进行定性评估的现状,提出结合毒气泄漏CFD数值模拟与中毒剂量反应模犁进行中毒定量评估的方法.通过CFD计算泄漏毒气的实时浓度场,根据浓度场和暴露时间确定人员暴露剂量,最后根据剂量反应模型确定人员死亡百分比.以某硫黄回收装置的硫化氢泄漏为例,建立CFD模型.设置距地面高1.5 m,与泄漏源水平距离分别为100 m、200 m、300 m、400 m、500 m的5个监测点作为工作人员的急性中毒地点.模拟分为构建初始风场、硫化氢泄漏及随风场扩散3个阶段,根据CFD求解得出的监测点的硫化氢实时浓度场并结合中毒剂量反应模型对监测点人员中毒死亡风险进行定量评估.研究表明,基于CFD的毒气泄漏中毒定量评估技术能对泄漏区域任意位置、任意时刻的人员中毒风险进行定耸评估,弥补了目前大多定性评价方法的不足.     

毒气泄漏扩散风险的参数不确定性分析

有毒气体泄漏扩散受很多不确定性因素的影响,为了分析和评估影响毒气泄漏扩散的风速和泄漏速率的变化和不确定性,采用蒙特卡罗模拟和基于Wilks公式容许限的非参数统计法,通过抽样计算得到“95/95准则”下的毒气泄漏扩散地面浓度分布,计算了有毒气体泄漏扩散的不同风险等级的影响范围和风险概率曲线。以氨气泄漏事故为例进行实例分析,结果表明,相对于以确定性参数得出的氨气泄漏扩散浓度分布,引入参数的不确定性评估,更能贴合泄漏现场存在不确定性因素的实际情况,更有利于人员的安全和应急疏散管理。     

基于动态毒性负荷的人员疏散安全评估方法

毒气泄漏事故在高含硫气田及化工园区频繁发生,一旦发生事故,周边公众迅速进行疏散是应急的首要任务。我国很多地区制定了疏散方案,但是如何评估疏散的安全性和可行性,是亟待解决的问题。分析了我国泄漏事故特点和周边居民情况,对以往评估方法缺陷进行了剖析,提出基于动态毒性负荷分析的安全疏散评估方法。该方法在毒气扩散的精确3d模拟及疏散模拟的基础上,用差分法对人员行走过程中的毒性负荷Pc进行的计算,最终得出相应的致死概率Pr,并通过一个实例验证该方法的可行性。结果表明,运用该方法能够详尽、准确规划疏散区域、搬迁区域和避难区域。     

基于ALOHA软件的某化工厂选址合理性评估

为了研究化工厂选址的合理性,以山东省某化工厂为例,采用ALOHA(有害大气空中定位软件)模拟软件定量确定厂区内环氧乙烷毒气扩散事故的影响区域和敏感点毒气浓度,结合GoogleEarth地图对影响范围进行实地拟合。结果表明化工厂的环氧乙烷储罐泄漏后,毒气扩散到厂区范围之外,毒气浓度在50~500ppm之间的重伤区(ERPG-2)扩散距离可达1.7km,对周围居民的人身安全构成严重威胁;厂区应根据拟合结果重新规划工厂中环氧乙烷储罐的位置;ALOHA软件对化工厂选址评价提供了新的手段。     

丙烯槽车特大泄漏事故的应急处置方法

如何快速有效地处置危险化学品槽车突发泄漏事故，目前还是一个世界性的难题。本文介绍了吉林市6．26丙烯槽车特大泄漏事故发生后的报警、接警、启动应急预案、现场侦察、现场警戒、禁绝火源、交通管制、紧急疏散、喷雾稀释、着装防护、丙烯的特性、健康危害、急救措施等。阐述了夹具捆绑法带压堵漏的机理，提供了丙烯泄漏槽车的勘测数据、夹具设计思路、夹具制造图纸、现场应急处置方法及现场照片。本案例表明，只要有可靠的安全措施及特殊的技术手段，危险化学品槽车泄漏事故是可以进行应急处置的，实现控制、降低、消除泄漏，避免灾害性事故的发生。文中方法同样适用于铁路槽车泄漏事故的应急处置。     

重气泄漏扩散事故后果评估系统研究

分析重气扩散过程和影响因素,对目前主要应用的唯象模型、箱及相似模型、三维流体力学模型、浅层模型等4类模型进行比较分析并介绍基于浅层模型发展而来的SLAB模型。根据重气浓度划分致死区、重伤区、轻伤区和吸入反应区等4个等级的事故后果评估区域。以Visual Basic和Fortran为开发工具,通过TECPLOT进行图形可视化输出,建立基于SLAB模型的重气泄漏扩散事故后果评估系统和重气理化参数信息库。该系统通过重气理化参数和重气泄漏的初始状态和气象条件,以可视化方式直观表现不同等级的事故后果评估区域。     

天然气管道非稳态泄漏扩散的数值模拟

针对长输天然气架空管道泄漏问题,综合考虑风速随海拔变化的边界条件、管道管形及泄漏方向等因素,建立非稳态泄漏模型,对不同管道泄漏压力和不同天然气浓度边界的天然气非稳态泄漏扩散进行了数值模拟。结果表明:在天然气向下泄漏的工况下,天然气气团主要在地面积聚,呈无规则的扩散;天然气管道泄漏压力与气体泄漏扩散速度成正比,与天然气浓度边界达到稳定所需时间成反比:不同泄漏压力下天然气扩散稳定后的扩散距离及泄漏影响面积大致相同;天然气浓度边界越小,达到稳定所需时间越长。     

基于时间特征指数的水源地突发性污染事件应急评估方法研究

应急评估及其方法研究是建立水源地突发性污染事件应急机制的关键环节之一.在综合评价现有相关应急评估方法的基础上,根据水源地突发性污染事件的风险源不确定性、受体易损性以及需快速反应性等特征,提出了对突发性污染事件的危害影响程度进行应急评估的"时间特征指数"方法.选取了泄漏物质危害性、泄漏量、泄漏位置、流速和风速5项评估指标,计算得出能够反映突发性污染事件对取水口危害威胁性的综合指数.对上海市黄浦江上游水源地一起突发性污染事件进行了案例评估,结果表明该方法具有一定的科学性和可行性.     

不同坡度对正庚烷流淌火燃烧特性的影响

针对液体燃油储运过程中泄漏引发的火灾爆炸事故,设计并搭建流淌槽坡度可调式液体燃油流淌火燃烧试验平台,开展连续泄漏正庚烷流淌火试验。选择水平表面(0°)流淌试验作为基准,改变流淌槽的坡度(0.5°,1°和3°),研究分析不同泄漏速率下连续泄漏正庚烷流淌火的燃烧面积、燃烧速率等燃烧特征参数的变化规律。结果表明:1)连续泄漏正庚烷流淌火燃烧特征参数均随泄漏速率增加而明显增加;2)坡度对连续泄漏正庚烷流淌火燃烧特性影响显著,即使流淌槽坡度增加0.5°,其燃烧特性即发生明显改变;3)连续泄漏正庚烷流淌火的平均稳定燃烧速率随流淌槽坡度的增加反而减小。     

化学品突发性事故预测的不确定性分析

介绍化学品突发性事故预测的不确定性概率统计和模糊数学分析方法。对参数和模式的不确定性分别进行了讨论,计算机系统包括化学品常用数据库、事故识别模块,事故后果分析模块和不确定性分析模块,对液氯泄漏排放事故、液化气（丙烷）两相闪蒸爆炸和管道煤气（CO）泄漏伤害模式实例进行了分析。对连续源和瞬时源的讨论说明泄漏时间的确定对事故分析极为重要。     

利用Matlab模拟多烟团模式计算危险液体泄漏的研究

关于危险性液体泄漏扩散模型有许多,但是目前常用的主要是比较成熟的高斯模型.在<环境风险评价技术导则>推荐采用的多烟团模式基础上,利用Matlab的可视化界面对变天情况下的多烟团模式模拟某乙醇厂乙醇泄漏,其结果与高斯烟团理论一致.利用该软件,连续输入实际天气情况值,可实时追踪危险性液体在时空中的变化,为环境风险评价管理、风险工程设计、风险责任保险等领域及应急计划制定、事故抢险工作实施提供有效的工具.     

中压天然气管道泄漏扩散模拟研究

建立了埋地中压天然气管道发生泄漏时时的数学模型,将土壤视为各向同性的多孔介质,采用FLUENT对天然气在土壤中的扩散规律及浓度分布进行模拟,分析不同时刻地表的危险区域范围,并对比了不同管道压力、泄漏孔径大小、泄漏位置等工况下危险半径随时间的变化。结果表明:管道压力越大,泄漏的体积流量越大,同一时间危险范围越大;相同的泄漏压力下,泄漏孔径对危险半径没有很大影响;不同泄漏孔位置,泄漏初期向上开口时危险半径最大,一段时间后向下开口危险半径最大。     

Risk analysis of a cross-regional toxic chemical disaster by using the integrated mesoscale and microscale consequence analysis model

The rapidly growing capacity and scale of the world's petrochemical industries have forced many plants to have an even larger amount of hazardous substances. Once a serious leak occurs, the outcome of the effect zone could be very large or even uncontrollable just like the Bhopal disaster. In order to assess the risk of a cross-regional damage, this study aims to develop a model that can combine the benefits of both CFD model of the microscale simulation and the Gaussian dispersion model of the mesoscale simulation.The developed integrated model is employed on a toxic chemical tank leak accident of a process plant within an industrial park in order to explore the consequences and the risk of the toxic gas dispersion on three different scopes; one is the accident site, the second is the long-distance transmission route of the mesoscale area and the third is a target city. According to the simulation's results, it is obvious that the complexity of the structure surrounding the leaking tank will eventually affect the maximum ground concentration, the cloud shapes and cloud dilution rate, while the released gas is under dispersion. On the other hand, since the simple Gaussian dispersion model doesn't consider the above impacts, its calculation results will have many differences as compared to the realistic situation. This integrated model can be used as a tool for estimating the risk on a microscale or mesoscale areas and it can produce better results when an environmental impact analysis is required for a larger hazardous chemical process.     

Machine learning based quantitative consequence prediction models for toxic dispersion casualty

Incidental release of toxic chemicals can pose extreme danger to life in the vicinity. Therefore, it is crucial for emergency responders, plant operators, and safety professionals to have a fast and accurate prediction to evaluate possible toxic dispersion life-threatening consequences. In this work, a toxic chemical dispersion casualty database that contains 450 leak scenarios of 18 toxic chemicals is constructed to develop a machine learning based quantitative property-consequence relationship (QPCR) model to estimate the affected area caused by toxic chemical release within a certain death rate. The results show that the developed QPCR model can predict the toxic dispersion casualty range with root mean square error of maximum distance, minimum distance, and maximum width less than 0.2, 0.4, and 0.3, which indicates that the constructed model has satisfying accuracy in predicting toxic dispersion ranges under different lethal consequences. The model can be further expanded to accommodate more toxic chemicals and leaking scenarios.