毒气泄漏事故避难场所避难效果分析

有毒气体泄漏时,疏散和就地避难都是保护人员安全的有效行动。当疏散行动无效时,此时可考虑进行就地避难,应急决策者必须准确认识就地避难的可靠性。文中模拟分析了渗透吸附作用、换气次数、避难室空间体积、有效吸附面积对避难室内浓度的影响。结果表明,渗透吸附作用的存在明显降低了室内浓度,且强度越大浓度越低;换气次数越小,浓度越低;避难室空间越大,浓度越低,但影响不明显;吸附面积与空间体积之比越大,浓度下降越明显;毒负荷指数越大,规定暴露时间内避难室内毒负荷上升越缓慢。最后确定了特定场景下避难室最佳换气次数。     

一种毒气事故避难所效果评估方法

目前我国针对公众防护只有疏散这一单一方法,现实情况下往往疏散不利导致大量人员伤亡,而同时避难策略由于缺乏理论和评估依据,往往难以推广。为了更好的全面保障毒气泄漏事故周边居民的生命安全,提出一套避难场所的效果评估方法。该方法主要包括房屋气密性测试、屋外浓度场计算、屋内浓度场计算分析、屋内致死概率分析。并举出实际应用案例,展现该方法的多种数据支撑作用。最终给出该方法对于制定避难策略过程中关键影响因素。该方法的提出为高含硫气田、化工园区周边公众防护策略的实施,提高其周边居民安全具有重要意义。     

中国安科院新发布标准《公众避难室毒气防护性能检测方法》(Q/CYAKY0003-2016)

正近期,中国安全生产科学研究院公共安全研究所制定并发布了标准《公众避难室毒气防护性能检测方法》(Q/CYAKY 0003-2016)。此标准规范了检测材料、流程、设备、数据处理等内容,形成一套避难室检测技术方法,填补了我国避难室毒气防护性能检测技术空白。该标准适用于受到有毒气体泄漏事故影响的企业、学校、幼儿园、医院、养老院、居民房屋等建筑的避难室避难效果评估。     

石化企业苯泄漏检测影响因素实验研究

为考察石化企业含苯物质泄漏检测结果的影响因素,在不同风速、不同苯浓度和不同检测距离的条件下,对苯泄漏检测结果影响因素进行了实验研究.结果表明,在距离泄漏源20,50,100,200cm处均未检测到苯的浓度,只在距离泄漏源5cm处检测到了数据;当风速一定时,泄漏气体浓度越大,泄漏检测结果越大,检测结果达到峰值所用时间越短;当泄漏气体浓度一定时,风速越大,泄漏检测结果越小,检测结果达到峰值所用时间越短.     

室外液氯泄漏条件下室内气体浓度影响因素的研究

以液氯储罐泄漏为研究对象,运用ALOHA软件进行模拟分析。结果表明,泄漏后相同地点室外浓度均远高于室内浓度,室内气体的浓度随距离的增加而减小,浓度峰值的出现在时间上较室外有延迟。研究了液氯室外泄漏情况下影响室内气体浓度的各种因素。随着换气次数的增加,室内气体的最高浓度不断增加,浓度下降的速率也增大。风速和地面粗糙度的增加均会降低室内气体的最高浓度。室内气体的最高浓度随温度的上升而有所增加,但影响并不显著。连续泄漏时,室内外浓度均低于瞬时泄漏时的浓度。连续泄漏时室内浓度上升到最高值时需要的时间较长。     

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.     

室内有害气体连续泄漏扩散质量浓度模型的研究与分析

以C02为对象,对室内空间气体连续泄漏扩散过程进行试验研究,并对室内CO2气体泄漏扩散的均一质量浓度模型、两厢质量浓度模型和室内半球质量浓度模型进行研究.将理论模型计算值与不同位置测量点的试验数据进行比较分析.3种质量农度模型均表示区域质量浓度的变化,理论模型计算值与试验数据均有些偏差;远离泄漏源处,偏差较小.室内空间不同位置3个模型预测值相对大小会发生变化.对于泄漏源附近及低于泄漏源处,3种质量浓度模型预测结果误差较大;对于高于泄漏源的位置,模型预测结果较好,然而质量浓度均出现振荡不稳定的现象.由于重力沉降作用,下部空间气体质量浓度较大,上部空间气体质量浓度较小.泄漏刚开始阶段,远离泄漏源处,试验测试值与理论模型值相比有一个廷滞期,理论预测值偏差较大.     

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.     

毒气泄漏伤害区域评估系统研究与开发

依据高斯模型瞬间泄漏原理,以Visual Basic 6.0和Oracle 8i为开发工具,建立了一个毒气瞬间泄漏后伤害区域的评估系统.该系统根据有毒气体泄漏时的各条件参数,按照高斯模型将毒气浓度视为时间和位置的函数,参考中毒人员在毒气中的暴露时间,计算出中毒人员毒气吸入量,并以该吸入量为标准,该系统将毒气泄漏后的影响区域划分为致死区、重伤区和致伤区.系统输出的结果为二维的伤害区域的边界,使其计算结果科学、直观和实用.     

FLUENT在公路隧道有毒气体事故泄漏扩散研究中的应用

针对公路隧道内氯气扩散问题,以计算流体力学(CFD)为理论基础,应用GAMBTT软件进行几何模型构建和网格划分.用FLUENT对所建模型中的风场和氯气泄漏扩散结果进行了模拟分析.通过不同位置氯气质量分数的比较,分析了稳定纵向通风条件下.隧道内障碍物和氯气重力效应对扩散的影响.从模拟结果可以看出,隧道内的障碍物(主要是汽车)对氯气扩散有明显阻拦作用.造成氯气在下部空间的扩散比上部空间要慢,而且距泄漏源相同距离处.下部空间的氯气质量分数远小于上部空间.同时讨论了泄漏源位置对氯气扩散范围的影响,结果表明即使在泄漏源较高的情况下,经过一段距离的扩散,氯气也会由于重力作用逐渐到达地面.最后,论证了FLUENT软件对处理隧道内毒气扩散问题的适用性,为研究工作的进一步开展提供了依据.     

大尺度障碍物与泄爆面对天然气内爆炸的协同作用规律研究

为阐释民用建筑内部大尺度物品与门窗等泄爆面对天然气爆炸灾害的协同作用机制，基于典型厨房空间布局及内部物品特征，借助计算流体动力学技术研究了不同泄爆面开启压力和不同大尺度障碍物体积阻塞率条件下天然气内爆炸火焰速度、爆炸超压的分布规律。研究结果表明:大尺度障碍物与泄爆面对室内天然气爆炸过程具有显著的协同作用，共同促进火焰速度与爆炸超压的显著增长，并缩短峰值超压到达时间；大尺度障碍物的存在虽然显著降低了室内天然气的体积，但从增加房间内湍流源和相对长径比的角度进一步促进了泄爆效应；大尺度障碍物与泄爆面协同作用下，室内火焰速度呈现明显的阶段性特征，并在泄爆面附近发生波动。研究结论可为民用建筑物内气体爆炸事故调查分析和灾害评估提供科学依据。     

城市综合管廊燃气舱室输气管道泄漏扩散规律研究

为了掌握输气管道在城市综合管廊舱室泄漏扩散的基本规律,采用FLUENT软件,针对管廊正常通风—泄漏报警—事故通风—警报解除的全过程进行动态分析。首先在正常通风速度建立的稳态风场中,模拟天然气在不同管输压力下发生小孔泄漏后的报警时间,根据首个响应的报警器的位置判断泄漏源位置。结果表明,当泄漏孔径为20 mm,通风速度为1.92 m/s,且泄漏源处于2个报警器中间时,管输压力为200,400,800 kPa时对应的报警时间分别为10.4,6.7,4.5 s。事故通风速度下,对不同管输压力的天然气扩散进行分析,当天然气朝逆风侧扩散时,随动量逐渐减小而到达不同的边界坐标。同时,环境大气压的降低不仅会缩短报警器的首次报警时间,还能延长总扩散距离。预测所得的天然气爆炸上下限浓度区移动速度有助于动态了解处于爆炸上下限浓度之间气体的实时位置。解除报警时间与进风口风速呈近似线性关系,可为现场救援队伍选择经济通风量提供理论指导。     

居室天然气泄漏扩散过程仿真研究

随着我国城市环境保护的提高,城市燃料结构也在逐步改变。天然气作为一种清洁、高效的能源已经成为居民应用最广泛的燃料。随着天然气用户的不断增加,其事故次数也在不断上升。为了系统的研究居室内天然气泄漏扩散的过程和发展,预防居民家庭天然气火灾和爆炸事故以及发生事故后的应急提供依据。本文以普通的居民居室为研究对象,建立居室天然气泄漏扩散几何模型。并对室内天然气泄漏后的扩散状态进行仿真模拟,得到天然气泄漏后的室内扩散过程,以及在不同时间内存在爆炸极限的区域和达到爆炸极限的范围,并对爆炸后果进行了评估。结果显示：在设定条件下,泄漏发生后640 s,冰箱电源处达到爆炸下限,790 s时达到爆炸上限;其爆炸能量已达到使大型钢架结构破坏,大部分人员死亡的程度。泄漏1800 s后,可燃区域就扩散到厨房之外,存在于客厅之中了。     

通风条件下氩气泄漏空间氧气盈亏公式推导及应用*

为解决氩气等惰性气体使用场所窒息风险评估方法不足的问题，同时提高建筑通风换气有效性，减少特殊建筑缺氧窒息事故的发生。建立理想气体稀释模型，以氮氩气在空气中的总体积分数为直接指标，研究通风条件下氩气散发导致的氧气浓度变化过程，推导出在氩气泄漏或通风换气单独作用下氮氩气总体积分数与时间之间的函数关系，并在此基础上推导出维持氧气浓度的需用风量计算公式。最后在实例中应用，评估某实验室通风换气的有效性，给出实际需用风量建议。研究结果表明:氧气盈亏模型的建立，为缺氧环境的风险分析提供理论依据，相关公式简单易用，对建筑通风量的准确计算与有效性评估具有重要意义。     

管廊内泄漏口朝向对天然气管道泄漏扩散影响的模拟分析*

为掌握综合管廊内天然气输气管道泄漏口朝向对气体扩散的影响,使用FLUENT软件对4种不同朝向的泄漏口泄漏过程进行3维数值模拟,对比分析不同工况下气体浓度分布。结果表明:泄漏形成的射流产生强烈气体掺混,降低泄漏口附近气体浓度梯度;随着距泄露孔距离的增加,气体受惯性力作用减弱,并在浮力作用下抬升。管廊纵截面气体浓度场可分为泄漏口附近的均匀区和距离泄漏口较远的分层区。在均匀区内,探测器高度上气体质量分数纵向分布呈阶梯状;距泄漏口较远距离(大于20 m),泄漏口朝向对探测器高度上气体浓度纵向分布影响较小。基于稳态气体分布控制方程,提出气体在分层区内纵向分布关系式。当泄漏口刚好位于2探测器中央（最不利工况）时,泄漏孔朝向为X+（管道距离壁面较远侧）的泄漏气体在喷出后与空气接触时间长,产生涡量更大,使气体在管廊纵向上蔓延速度降低,探测器响应时间相对较长。     

航天发射场液体推进剂的泄漏扩散模型研究

为了实现对有毒推进剂泄漏扩散浓度的快速估算，对液体推进剂偏二甲肼在发射场泄漏蒸发扩散的实际情况进行理论分析，建立扩散模型，并从泄漏源、沉积效应、地面反射、大气稳定度等方面对扩散模型进行完善；应用数值模拟方法进行仿真，将数值模拟结果与实验数据、理论计算结果进行对比分析。研究结果表明:气体扩散模型与数值模拟及实验结果基本一致，但扩散模型计算结果偏小，这是由于推进剂进行了燃烧和氧化反应，扩散区域温度上升，大气稳定度降低，实际浓度更大。     

井下采空区构筑物漏风实测装置研发及应用

为了实时动态监测采空区构筑物漏风情况，自主研发了一种井下采空区构筑物漏风实测装置。通过现场实测及应用，研究结果表明:风流从工作面上进风口漏入采空区，而采空区中风流一部分通过与工作面之间的漏风流进入工作面下进风口，在下隅角位置附近形成一个涡流区；另一部分风流穿过沿空留巷构筑物进入留巷内，由于采空区的压实程度不同，采空区侧留巷内漏风速度曲线近似呈“L”型下降；通过收集分析留巷内漏风气体，其结果可反映采空区中瓦斯浓度分布情况，为采空区瓦斯治理提供了一种新的监测技术手段，且能有效地降低采空区瓦斯事故发生率，保证矿井的安全生产。     

车载储氢瓶泄漏及车库内通风方式研究*

为研究车库内燃料电池汽车氢气意外泄漏后的浓度分布情况,采用ANSYS软件,通过分析可燃性气体体积、水平方向和垂直方向氢气的扩散分布、不同泄漏位置氢气的扩散情况,研究6种不同通风方式对氢气意外泄漏扩散分布的影响,针对车库内氢气泄漏的特性,在通风方式上引入侧墙底部送风和侧墙顶部送风方式。研究结果表明:底部送风能显著加快氢气的扩散和排出。垂直高度上氢气浓度分布不均,侧墙顶部送风能使顶部堆积的氢气向下扩散,降低最大气体浓度;在墙角泄漏会由于墙壁的影响导致氢气堆积,对墙角局部通风尤为重要。研究结果可为氢燃料电池汽车专用车库的通风设计提供重要参考。