湿式氢气贮柜爆炸伤害效应预测

针对某动力公司工业用氢气贮柜发生的爆炸事故,建立了300 m3湿式氢气贮柜爆炸的模型,给出了事故模型的初始条件,用内能法和TNT当量法对爆炸伤害效应进行了预测.结果表明,对于300 m3湿式氢气贮柜,在混入空气整体达爆炸上限和局部达爆炸上限两种情况下,氢气柜发生一次爆炸的最高爆炸温度分别为1 637 K和1 120 K,最高爆炸超压分别为5.43×105Pa和3.73×105Pa,气柜腾空发生二次爆炸对周围环境的最大人体伤害半径分别为46.8 m和49.7 m,对房屋的最大损伤半径分别为72.5 m和81.6 m.     

300m3易燃易爆湿式氢气贮柜爆炸事故分析

针对某动力公司300m^3易燃易爆湿式氢气贮柜发生燃烧爆炸事故的现场情况,首次给出了湿式氢气贮柜发生爆炸的可能原因和事故的技术分析过程,建立了相应的事故数学分析模型和爆炸燃烧方程,提供了湿式氢气贮柜发生爆炸事故的数学模拟计算方法,确定了300m^3湿式氢气贮柜发生爆炸事故原因,为我国类似企业开展湿式氢气贮柜火灾爆炸事故分析提供了可借鉴的理论和方法依据。     

易燃易爆氢氧车间生产、贮气柜系统危险性评价

通过某动力公司氢氧车间生产、贮存系统危险性因素分析 ,对氢氧车间氢气生产、贮存各工艺环节进行了火灾爆炸危险性评价 ,并针对氢氧车间生产工艺系统和湿式贮气柜的火灾爆炸事故隐患 ,提出了事故防范的安全对策。     

氢气爆炸事故浅析

氢气具有易燃易爆的特性,所以在制取和使用过程中,极易发生燃烧和爆炸事故。现仅就我厂1958～7982年中较大的氢气爆炸事故选择几例浅析如下。事故案例 1.1970年3月15日,某车间氧气站正在往氧气瓶内充氧时,发生严重爆炸事故。1人受重伤,4人受轻伤。设备和氧气管路     

高压储氢系统泄漏爆炸事故的动力学演化*

为研究燃料氢气泄漏、爆炸的特性和规律,预防高压储氢系统中氢气泄漏爆炸事故发生,以加氢站为背景,数值仿真45 MPa高压储罐氢气泄漏并引发爆炸事故,分析泄漏爆炸动力学性质以及爆炸波在非均匀氢气浓度中的传播机制。同时,基于泄漏爆炸事故演化的力学机理,开展氢气泄漏爆炸动态风险分析,针对氢气不同泄漏量,建立泄漏扩散形成的气云体积、气云爆炸产生的冲击波与空间x,z方向上危害距离之间关系。研究结果表明:氢气泄漏过程中,气云氢气浓度变化与流场雷诺数具有较好一致性;氢气扩散受到高压储氢罐周围装置影响,流场中氢气浓度分布不均匀;当发生燃烧爆炸事故时,冲击波参数和湍动能变化梯度大;得到复杂布局区域冲击波超压峰值与比例距离之间关系式,其相比于理论方法更精细、计算结果更准确。研究结果可为降低高压储氢系统泄漏爆炸事故后果、采取有效防护措施提供一定依据。     

含氧氢气钢瓶释放过程危险性分析及处置

针对一起空气误充入氢气钢瓶而导致使用时发生多起爆炸的事故,详细分析了氢氧混合气钢瓶在释放过程中的主要危险性,对释放过程中最可能存在的点火源即静电的产生机理及静电的放电条件进行了详细的论述,应用TNT当量法对可能发生的氢气钢瓶爆炸事故的破坏强度进行了估算。针对爆炸事故的高危险性,制定了以电机作为开阀动力的远距离放空方案,并提出了接地、洒水增湿等预防静电产生的有效措施,综合考虑冲击波超压伤害和人员操作的方便,确定了合理的安全操作距离,为防止爆炸产生的碎片对周围人员、建筑的伤害,在释放场所周围及人员操作场所设置了沙包墙作为防爆掩体。     

氢氧混合气体爆炸临界条件实验研究

可燃气体的燃烧、爆炸是工业生产中常见的灾害性事故,危害极大.通过爆轰管实验装置,采用疏密分布的压力传感器测量氢氧混合气体的爆轰特性,并依据压力和波速在燃烧转爆轰瞬间发生突跃,判断混合气体爆炸的临界条件.实验结果表明,爆炸压力随氢气初始浓度呈∩形变化,50%氢气体积分数为爆炸最佳浓度值;在常温常压下,氢氧混合物爆炸的临界氢气体积分数是15%和90%;化学计量比的氢氧混合气体发生爆炸的临界初始压力为0.01 MPa;氮-氢-氧三元混合气体爆炸的临界氮气体积分数为60%.     

工业过程爆炸事故模式及其破坏效应探讨

从工业生产中的介质类型出发,通过对内装固体的、液体的及气体的介质装置可能发生的爆炸事故和破坏效应进行分析预测,编制了相应的分析流程图。结果表明:无论从哪种介质进行分析,最终的爆炸事故模式只有凝聚相爆炸、气云爆炸、沸腾液体扩展蒸气云爆炸及各类形式的容器爆炸。简要分析了几种事故模式破坏效应的最佳计算模型和应用实例,证明了所做的分析预测和编制的流程图,可以很好地应用于判断事故模式中爆炸源性质及其破坏效应,是对爆源的一个定性分析方法,同时为爆炸能量计算的重要依据。工业过程爆炸事故模式及其破坏效应的研究对企业的安全生产及爆炸事故的预防具有一定的实用价值。     

低压氢气-空气混合物爆炸试验研究及数值模拟

为了预防或控制密闭容器内氢气爆炸事故,运用20 L密闭球形容器试验研究不同初始低压(0.025~0.1 MPa)下氢气-空气混合物的最大爆炸压力、最大压力上升速率;并采用Fluent数值模拟软件,通过标准k-ε湍流模型和概率密度函数(PDF)燃烧模型,模拟不同初始压力下氢气-空气混合物燃烧过程,直观再现不同初始压力下火焰传播过程及流场扰动状况。研究表明:氢气体积分数一定时,氢气-空气混合物的最大爆炸压力和最大压力上升速率与初始低压均成线性关系;初始压力从0.1MPa降低至0.025 MPa,最大爆炸压力降低75.1%~75.9%,最大压力上升速率降低77.1%~83.7%。另外,初始压力降低,火焰前沿到达器壁的时间变长。     

氯碱生产中氢气火灾爆炸事故树分析

氢气火灾爆炸事故是氯碱生产中最常见的事故之一.在对焦作化电集团实际调研的基础上,采用系统安全分析方法中的事故树分析方法对氢气火灾爆炸事故进行了定性、定量分析.给出了氢气火灾爆炸事故树图,事故树的最小割集、最小径集以及3种重要度.最后基于事故树分析提出了预防事故发生的安全防范措施.     

埋地输氢管道泄漏爆炸事故后果模拟分析

为了输氢管道的安全建设与运营,基于计算流体力学FLACS软件,模拟了埋地输氢管道在半受限空间内的泄漏爆炸事故后果,探讨了泄漏孔径、泄漏时长、输氢压力和环境风速对爆炸事故后果的影响规律,并得出相应的危险区域。结果表明:泄漏孔径、输氢压力和最大爆炸超压均与危险区域呈正相关关系,泄漏时长对事故后果几乎无影响;随着输氢压力的增大,危险区域受建筑物和风速的影响更为明显,在建筑物附近形成了狭长的危险区域带;最大爆炸超压和危险区域随环境风速的增大均呈现出先增大后减小的趋势。     

天然气钻井井口安全距离研究分析

分析天然气钻井井场可能发生的事故类型及事故的破坏程度,选择适合的事故后果模型,对天然气井井喷失控后可能发生的蒸气云爆炸及硫化氢扩散的后果进行量化分析,根据超压-冲量准则、热剂量准则和硫化氢扩散行为规律,计算出爆炸波、爆炸火球及硫化氢扩散的危害范围。笔者建立了天然气钻井井口安全距离的计算模型,并提出一种确定安全距离的方法。通过计算给出不同无阻流量、不同硫化氢体积含量的20种条件下的天然气钻井井口安全距离,并应用该模型对某含硫气井井口安全距离进行了计算。实例表明,该方法具备实用性,值得在天然气井选址规划中推广和使用。     

泄爆口参数对氢气火焰传播过程影响的数值模拟*

为了减少管内气体爆炸造成的损失与破坏,基于大涡模拟LES模型和Zimont燃烧模型,研究泄爆尺寸(直径为40,60,80 mm)和泄爆位置(侧方距点火端1,3,5 m)等泄爆条件对受限空间中氢气燃爆特性的影响。研究结果表明:大孔径泄爆口更好的排放效果造成火焰锋面在通过泄爆口时发生严重畸变,而泄爆口与点火端距离的增加则会削弱火焰锋面畸变的程度,且不同尺寸泄爆口产生的泄压效果差异较大。因此,应考虑将合适尺寸的泄爆口设置于靠近易燃点处。通过探索不同泄爆孔径与泄爆口位置对氢气火焰传播的影响规律,可为实际应用中的安全泄爆起到指导性作用。     

质子交换膜燃料电池电站多米诺事故概率和风险研究*

为探究氢能电站火灾爆炸事故发展规律,采用多米诺效应对电站进行事故概率和风险研究,建立氢能电站多米诺效应定量风险分析模型。基于设备受损概率模型与多米诺理论基础,提出氢能电站多米诺效应概率计算方法,并将方法运用到实际案例,结合SAFETI软件对具体多米诺事故场景进行定量计算。研究结果表明:氢能电站易发生多米诺事故,考虑一级多米诺效应后人员潜在死亡概率增加56%。研究结果可为制定氢能电站安全防控措施以及降低火灾爆炸事故对人员和设备的危害提供依据。     

Comments on explosion problems for hydrogen safety

The future widespread use of hydrogen as an energy carrier brings in safety issues that have to be addressed before public acceptance can be achieved. The prediction of the consequences of a major accident release of hydrogen into the atmosphere or the contamination of high-pressure hydrogen storage facilities by air entrainment requires a good knowledge of the explosion parameters of hydrogen–air mixtures. The present paper reviews and comments on the current knowledge of dynamic parameters of hydrogen detonation for hazard assessment. The major problem that remains to be resolved involves the understanding of the effect of turbulence on the cellular detonation structure, the propagation of high-speed deflagrations and the transition from deflagration to detonations. It is recommended that future research should be aimed towards experiments that permit the quantitative understanding of the mechanisms of high-speed turbulent combustion rather towards large-scale tests in complex geometries where minimal quantitative information of fundamental significance could be extracted. In spite of its wide flammability and sensitivity to ignition and detonation initiation, it is felt that hydrogen can be produced, stored and handled safely with the appropriate considerations in the design of the hydrogen facilities.     

过氧化氢热爆炸研究进展

过氧化氢作为绿色环保的氧化剂,广泛应用于工业的各个领域,同时也因其热分解爆炸危险性导致了一系列严重的火灾爆炸事故。过氧化氢在高温或与一些不兼容化学物质作用下,将会激发其热危险性,进而引发热失控反应,最终导致爆炸事故的发生。结合近年来国内发生的过氧化氢热爆炸事故,简要概述了其热爆炸事故历程,并从理论研究和实验研究两个方面综述了过氧化氢热爆炸的研究进展。理论研究方面,主要介绍了化学反应失控模型和基于热动力学的研究方法,尤其对基于热失控模型的热风险评估进行了详细的阐述。实验研究方面,分析了高温条件下与杂质催化作用下过氧化氢的热危险性,包括无机杂质和有机杂质。最后就过氧化氢热爆炸的研究提出了进一步的研究方向。