油罐火灾沸溢发生时间预测模型

油罐火灾发生沸溢具有很大的危险性,而沸溢时间的准确预测是目前的一个技术难题。笔者结合宽沸程油品油罐火灾沸溢实验,对油层内部传热过程进行详细分析,认为油罐火灾沸溢事故可近似地看作一无内热源、常物性的非稳态传热问题,其过程包含油水界面不参与换热和参与换热的两个阶段。建立了油罐火灾沸溢发生时间预测模型,对两个不同阶段,分别进行理论分析和数值方法进行求解,并同实验数据对比。结论可信,误差较小,为沸溢机理探讨研究和油罐沸溢火灾的扑救提供了参考依据。计算表明:燃烧速度和油罐底部水层厚度对沸溢时间的影响很大,而降低罐壁温度并不能有效地延迟沸溢的发生。     

油罐扬沸火灾热辐射危害研究

针对油罐扬沸火灾热辐射强度难以计算的问题,采用分阶段法计算油罐扬沸火灾热辐射强度.采用圆柱火焰模型计算油罐扬沸火灾中准稳态燃烧阶段的热辐射强度,结果与试验值一致.建立油罐扬沸阶段的油品沸溢半径计算模型,并结合点源模型计算扬沸阶段的热辐射强度,计算结果与试验结果吻合较好.计算油罐扬沸火灾油品沸溢半径和热辐射强度,特别是扬沸阶段的热辐射强度,可为降低油罐扬沸火灾的热辐射危害提供理论依据.     

泄漏原油水面池火燃烧特性试验研究

为解决使用就地燃烧法(ISB)处理海面溢油时,燃烧效率低,除油效果不理想的问题,使用轻质原油在宽阔水面油池火试验装置中开展小尺度模拟试验。首先,设计宽阔水面油池火试验装置模拟就地燃烧处理过程;然后,测量火焰高度、系统温度和燃烧残渣质量;最后,研究不同油池直径和初始油层厚度下平均火焰高度的变化。结果表明:宽阔水面油池火的燃烧可以分为4个阶段;热波传递是沸溢产生的主要原因;燃烧效率与油层厚度呈正相关。     

小尺度油品扬沸火灾火行为的实验研究

扬沸火灾作为原油油罐火灾中的一种特殊火灾现象,一旦发生将会造成巨大的灾害.扬沸时的火行为,特别是火焰的突变是造成危害的主要原因之一.采用红外热像仪对小尺度油罐油品扬沸火灾火焰温度场和火焰高度突变现象进行了实时研究,分析了火焰温度场突变的原因和火焰突变高度与油罐直径的关系.结果表明,油品扬沸时火焰的突变程度随油品黏度的增大而增大,扬沸时无量纲火焰高度随着油罐直径的增大而减小.可为研究大尺度的油罐扬沸火灾火行为提供一定的理论基础.     

不同垫水层厚度下薄层扬沸现象燃烧特性研究

利用自行研发的小尺寸薄层扬沸燃烧特性测量平台,开展了不同垫水层厚度下薄层扬沸燃烧特性的实验研究。测试油料的品种为:柴油(0)和航空煤油(Jet A);油盆尺寸为15cm,18cm,30cm和40cm;实验工况中油层厚度为1.0cm,水层厚度选取了与油层厚度数量级相同的三种厚度:1.0cm,1.5cm和2.0cm。结果表明:随着油盆尺寸增大或垫水层厚度上升,扬沸阶段特性从突变型向持续型转变,首次扬沸发生时间缩短,扬沸强度降低。     

原油储罐火灾扬沸形成时间预测模型研究

扬沸火灾是一种突变性火害现象，其发生能导致巨大的人员伤亡和财产损失，其形成时间预测问题一直备受关注。根据能量守恒定律，把原油层内的热量传递看作无内热源、常物性的非稳态传热问题，建晓热量传递模型，通过预测油层内的温度分布，结合小尺度油罐扬沸火灾实验结果，推导出扬沸形成时间预测模型。并对其可靠性进行了案例验证，结果表明模型准确，误筹较小。实验发现随着罐径的增大，水层厚度对扬沸形成时间的影响逐渐减小。通过预测模型计算得到：扬沸形成时间与初始油层厚度和罐径的比值存在正比例关系。     

日本消防所关于危险物品灾害的研究

(1)油罐火灾的研究从五十年代后期开始进行的油罐火灾方面的研究有 :因火灾造成的液面下降速度 (燃烧速度 )、火灾向周围的辐射热、液面温度、沸溢、罐顶部分敞开时的燃烧特性、火焰内温度、气体组成、流向火焰的空气量、在油罐间的蔓延、防油堤火灾等。最近 ,因环境因素研究所内没有能进行大规模石油火灾试验。在 1991— 1999年间 ,研究所先后七次参加了国内外进行的大规模石油火灾试验 ,取得了辐射特性的资料 ,测定了各种数据 ,并以其资料为基础 ,进行了大型油罐火灾情况下 ,防止火灾的热辐射伤及消防队和周围设施的辐射模拟试验。(2 )可…     

油罐扬沸火灾防治模拟实验研究

分析扬沸火灾形成的3个基本物理条件,给出扬沸三角形的概念,提出通过破坏3个基本条件中任一条件来抑制扬沸火灾发生的构想。为解决其防治问题建立小尺度油罐扬沸火灾防治模拟实验台,用沸石和双列盘管式冷却法对扬沸火灾防治进行了实验研究;通过对比两种方法施加前后的油层、油水界面、水层温度和火焰辐射,发现双列盘管式冷却法和沸石能有效地抑制扬沸的形成和降低扬沸的危害程度。从机理上分析,小尺度油罐扬沸火灾的防治方法可为扬沸火灾的防治提供一定的理论依据。     

大型石油化工储罐火灾的处置措施

<正>随着社会经济的飞速发展,石油化工产业也得到了空前的发展,该领域的石油化工储罐火灾具有火势猛烈,燃烧温度高,持续时间长,爆炸危险性大,极易发生沸溢喷溅等特点。同时,随着我国石油战略储备量的不断扩大,原油储罐大型化已成为发展的必然趋势。自1985年秦皇岛输油公司首次从日本引进10万m3超大型浮顶油罐     

变压器油池火燃烧规律的实验研究*

为对变压器油池火灾进行准确有效的灭火，研究不同尺寸和不同厚度下变压器油的火灾动力学特征和基本燃烧特性，具体分析变压器油的燃烧过程和变压器油燃烧速率、火焰温度以及辐射热流随油池直径以及厚度的变化规律。结果表明:整个油品的燃烧过程分为预热燃烧阶段、稳定燃烧阶段和火焰熄灭阶段。对于厚度大于10 mm的油池燃烧，稳定阶段的燃烧速率与油层厚度无关，稳定阶段的燃烧速率随着油池直径的增加而增加。同时，变压器油火灾连续火焰区温度接近750 ℃。对于稳定燃烧阶段下的变压器油燃烧，基于辐射通量可得出在燃烧过程中，辐射热量占总燃烧热的占比约为1/3。研究结果可丰富变压器油燃烧的基础数据，为变压器火灾的灭火提供参考。     

航空煤油薄油层燃烧特性实验研究

为研究薄油层燃烧特性，开展航空煤油薄层油池火实验，分析油品燃烧的整个过程、燃烧速率、火焰高度和辐射反馈等参数随时间的变化规律。结果表明:整个薄层燃烧过程除发展、稳定和熄灭阶段外，还存在薄层燃烧衰减阶段。稳定阶段的燃烧速率与初始油层厚度相关，但随着厚度的增加其逐渐趋于稳定；薄层燃烧衰减阶段，燃烧速率会随着实时油层厚度的下降逐渐降低。对比火焰高度的实测值和模型预测值发现，Heskestad模型的预测更接近实际结果；燃烧发展阶段后，火焰辐射反馈基本维持稳定，受初始厚度的影响较小，但辐射透射强度会随着油层厚度的降低而增加，且增速逐渐加快，表明辐射透射在薄层燃烧衰退阶段中起到关键作用。结合辐射透射的变化规律，将辐射反馈分为可吸收和不可吸收2部分，并提出用于预测辐射透射大小的经验模型。     

油品火灾扬沸前兆现象的实验研究

本文研究典型油品扬沸前兆期的火行为。应用火焰显示技术观察扬沸前兆期的火焰结构；测量扬沸过程中油、水层的温度——时间历程；在时域、频域上分析扬沸前兆的微爆噪声特性；并在原理上提出诊断，预报油品火灾扬沸发生的新途径。     

油罐内火焰快速探测系统研究

为填补目前油罐内火焰快速探测系统研究的空白,开发出一种基于紫外与红外的复合型储罐火焰探测器并研究探测器在罐顶的布置方式。首先,通过试验研究酒精和正庚烷的火焰传播特性;然后,根据试验中的火焰蔓延速度确定探测器的性能参数;最后,通过探测器的探测角度、探测距离和储罐的尺寸信息等设计探测器的布置方式。研究表明:常温常压下酒精和正庚烷的火焰蔓延速度分别为2.2～2.4 m/s和1.5～1.7 m/s,且不受油池尺度和液层厚度的影响;探测器的性能参数满足储罐火灾快速探测的要求;4种布置方式高效可靠。     

油储罐火灾事故回顾及对策

<正>石油及其产品多具有易燃、易爆、易扩散和带电性的特点,一旦发生火灾,将呈现燃烧速度快、热值大、热辐射强的特征,且含水原油或重油储罐长时间燃烧可能导致沸溢,危害性极大。随着全球经济迅速发展及石油化工行业能源储备战略需求增强,浮顶储罐大型化成为今后的发展趋势。石油储罐的单罐容积和数量不断攀升,库区、罐区规模不断扩大,呈现出大型化、综合化、多种储罐型式并存的特点。我国石油储备基地(库)多为单罐     

扑救原油与重质油品火灾的对策

原油与重质油都属于沸喷性油品，火灾中在一定的条件下能够发生沸溢或喷溅的现象，如：轻、重原油、重油、渣油、蜡油和焦油等。发生沸溢或喷溅，往往来得比较突然，致使大量燃烧的油品涌出罐（池）外，不仅能造成大面积火灾，而且会直接威胁在场灭火人员和灭火装备的安全，具有很大的危险性。从此类火灾的实际情况看，它除了具有一般油品火灾的特点和规律外，还有其独特的特点和规律，不仅要从理论上认识它，而且还要掌握扑救中的一些战术措施，增强扑救这类火灾的能力。一 、油品发生沸溢和喷溅的条件沸溢和喷溅是两个完全不同的概念。油…     

比较FDS和FLUENT在池火灾模拟中的应用

热辐射是池火灾燃烧的主要危害之一,可能导致人员伤亡或设备设施损坏。油罐火灾是典型的池火灾。本文通过对无风情况下油罐火灾火焰形状进行理论模型分析,建立了各自的物理模型和几何模型。应用计算流体动力学软件Fluent和火灾动力学模拟软件FDS,对无风情况下池火灾对周围大气环境的热辐射强度进行模拟,得到了火焰周围入射热流密度分布图,运用软件Statistica拟合得出热辐射强度与距离火焰中心的水平距离的对应关系,分别计算出轻伤半径区域下的最小安全距离。数值模型模拟结果与池火灾经验模型进行比较,发现FDS辐射强度结果与经验模型结果吻合较好。分析了利用这两种模型模拟油罐火灾各自的优点和缺点,最后提出了运用FDS软件模型模拟油罐火灾时的优势。     

甲苯池火灾热辐射数值模拟

文中用CFD技术对甲苯池火灾进行数值模拟,首先对甲苯火焰进行数值计算,得到在稳定的横向风条件下,甲苯燃烧的峰温、产物组分、瞬时速度等火焰特征参数以及其空间分布情况：火焰温度的最高点在对称面y=0上,最高温度为1778K,火焰倾斜角度为26°（与竖直方向夹角）,火焰高为22.5m。然后应用CFD软件F luent对池火灾进行热辐射模拟,模拟结果表明：对于锰钢材料、内径为20m甲苯储罐,稳态有风池火灾情况下,相邻两储罐之间安全距离在上风向为59m,下风向为72m。由于描述燃烧过程和湍流情况的数学物理模型还不太完善、对大气状况的简化等原因,结果偏保守,文中对此进行了分析讨论。此项研究为CFD技术研究碳氢化合物火灾的一个尝试。     

改变垫水层沸点的薄层扬沸实验研究

扬沸是油池火灾的一种特殊现象,燃料和垫水层交界面的过热温度和沸腾状态是决定扬沸是否发生以及发生时间的最主要因素,过热温度由沸点决定。在垫水层中添加氯化钠能够改变垫水层的沸点,从而改变交界面的过热温度。在垫水层添加氯化钠使其成为饱和氯化钠水溶液,对此条件下的油池火燃烧进行实验探究,以验证前人关于扬沸临界条件的研究结果,并为扬沸防治提供思路。垫水层改变为饱和氯化钠溶液后,柴油实验组均没有发生扬沸,且观察到火焰温度和热辐射强度的下降。表明此方法可以有效抑制扬沸的发生。     

初始引火源燃烧特征对动车车厢轰燃的影响研究

为了研究动车组发生火灾时车厢内火焰不断蔓延、火势不断增大导致车厢内轰燃的情况,并得到引起车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率及所需燃烧持续时间,采用火灾动力学三维模拟软件FDS模拟其燃烧过程,分析在持续燃烧和非持续燃烧2种状态下不同热释放速率的初始引火源引起的动车组车厢轰燃情况。结果表明:引起动车组车厢轰燃的临界初始引火源热释放速率值为160 k W,燃烧持续时间临界值为1 470 s。随着初始引火源热释放速率的增大,车厢发生轰燃的时间变短,两者之间存在乘幂函数关系;且发生轰燃所需的火源燃烧持续时间也随之缩短,两者之间同样存在乘幂函数关系。根据动车组车厢内常见初始引火源特征,明确了不同行李物品作为初始引火源对动车组车厢发生轰燃的危险性。     

大型原油商业储备油库火灾危险性数值模拟分析

石油储备油库多向大型化、复杂化方向发展,发生事故时扑救非常困难。为了深入探讨巨型油罐火灾发展趋势与规律、事故危害后果,结合宁夏惠安堡原油商业储备油库这一工程实例,采用基于大涡模拟的FDS模型作为模拟计算平台,对巨型油罐火灾的燃烧过程进行数值模拟计算。通过分析计算,得到烟气分布、温度分布、热辐射强度分布等火灾过程参数的变化趋势,以及在有风和无风状态下着火罐对相邻油罐的影响,探讨现行建设工程消防技术标准就储罐防火间距、火灾时对邻近罐体冷却设计要求运用于巨型储油罐时的消防安全状况,为巨型储油罐消防安全科学合理设计提供理论依据。