LNG储罐泄漏扩散模拟分析

为预防液化天然气(LNG)储罐泄漏安全事故，利用PHAST软件，以湘潭新奥荷塘储配站的储罐为研究对象，探究不同泄漏孔径及风速2个条件对LNG蒸气云泄漏扩散距离及泄漏导致的喷射火与爆炸范围的影响机制。结果表明：蒸气云泄漏扩散距离、喷射火辐射影响半径及爆炸超压影响半径与泄漏孔径尺寸成正比，蒸气云泄漏扩散距离、爆炸超压影响半径与风速成反比。泄漏孔径为25 mm的泄漏场景，易燃易爆区临界距离、喷射火辐射死亡区半径、爆炸超压50 kPa对应超压半径分别是5 mm场景的10、7、8倍；泄漏孔径为100 mm的泄漏场景，易燃易爆临界距离、喷射火辐射死亡区半径、爆炸超压50 kPa对应超压半径分别是5 mm场景的37、21、33倍。     

LNG加注趸船安全距离确定方法研究

为确定液化天然气(LNG)加注趸船与周边建(构)筑物的安全距离,对趸船LNG储罐和加液臂泄漏后果进行数值模拟计算。利用FLACS软件,计算不同泄漏场景LNG气云扩散距离;采用自主开发的LNG火灾计算软件LNGFHR+计算趸船储罐泄漏和加液臂泄漏池火热辐射强度的影响距离。结果表明:LNG泄漏量、气象条件、风向等均会对LNG气云的扩散距离产生影响;储罐泄漏池火热辐射影响距离大于加液臂的影响距离。根据计算结果,确定LNG加注趸船与重要公共建筑物的安全距离为120~150 m,与民用建筑物的安全距离为85~110 m,与生产厂房、库房和甲、乙、丙类液体储罐的安全距离为90~110 m。     

防护堤高度对LNG扩散行为影响研究

防护堤是LNG储罐区重要的安全措施之一,防护堤高度对于LNG的扩散行为具有显著影响。采用计算流体动力学(CFD)研究半地下LNG储罐区不同防护堤高度下的LNG液池和LNG蒸气云扩散行为,对比分析储罐区底面积和防护堤高度对LNG蒸气扩散距离和扩散速度影响。结果表明防护堤高度的增加可有效减小LNG蒸气云的0.5倍燃烧下限(LFL)扩散距离。因此,对于同一种半地下LNG储罐区,在液池充分扩展前,可燃气云最大扩散距离与储罐区底面积成正比,防护堤高度的增加可减小LNG可燃气云的扩散距离。研究结果可指导LNG加气站半地下LNG储罐区防护堤的设置。     

基于FLACS的LNG船舶泄漏爆炸过程数值模拟研究*

为研究大尺寸、全场景下LNG船舶卸货作业过程中的泄漏爆炸风险,构建某LNG接收站及其周边20.5 km2的区域场景模型,采用FLACS软件数值模拟LNG泄漏扩散、气云爆炸的演化过程。结果表明:LNG从卸料臂处以满输速率持续泄漏5 min,最大液池面积17 047 m2,最大汽化速率350 kg/m3,遇点火源发生气云爆炸,爆炸持续时间12 s,产生最高爆炸火球340 m和最大爆炸超压0.25 MPa,形成半径380 m轻伤区、150 m重伤区和60 m死亡区。     

LNG槽车泄漏事故风险模拟研究

阐述了LNG槽车的危险特性,分析了LNG槽车发生泄漏后的事故危害过程,得出LNG槽车泄漏危害事故的模式主要有闪火、喷射火、蒸气云爆炸以及沸腾液体扩展蒸汽爆炸;针对不同泄漏口面积和泄漏速度,利用风险评价软件模拟LNG槽车发生泄漏产生喷射火、蒸气云爆炸及沸腾液体扩展蒸汽爆炸3种事故模式的后果,得出各种事故模式的危害半径。模拟结果可为LNG槽车事故预防和应急救援提供参考。     

改进的蒸气云爆炸模型在LNG储罐爆炸模拟中的应用

针对TNT当量法在LNG储罐蒸气云爆炸模拟中的应用进行了改进,考虑并分析了使用传统TNT模型时所忽略的LNG液池蒸发过程,通过建立LNG与地面的传热模型得出了LNG液池蒸发速率随时间变化的关系,液池的蒸发速率在最初随时间的增长较快,在增至最大值后与时间的平方根成反比逐渐减小。以3万m~3 LNG储罐连续泄漏20 min为例,根据蒸发速率与时间的关系算出了蒸气云团中的燃料量,再结合蒸气云爆炸模型利用Matlab软件进行了事故后果模拟计算,得出发生蒸气云爆炸时的死亡半径为36.629 5 m,重伤半径为83.557 6 m,轻伤半径124.725 m,财产损失半径为109.017 9 m。相较于无蒸发过程的传统模型,此计算结果更加具有参考意义。     

苯储罐区消防安全设计评价研究

依据苯储罐区危险特性及超压引起火灾爆炸模式的特点,通过实例,对苯储罐区的危险特性及事故后果进行了分析,得出在外界环境温度不同的条件下所对应的火灾爆炸模式;依据规范,对其消防安全设计现状进行了分析和评价。针对苯储罐区在不同温度条件下引发的火灾爆炸灾害模式,利用冲击波超压伤害准则、TNT当量法、蒸气云爆炸模型、池火灾事故后果模型和碎片抛射模型,定量分析评估了储罐内部空间爆炸性混合物超压爆炸和因爆炸引发的蒸气云爆炸、池火灾的事故后果及碎片抛射事故后果。结果表明:苯储罐区发生蒸气云爆炸产生的危害最大,死亡半径、重伤半径及轻伤半径分别为90.72 m、159.16 m、308.38 m;其次是池火灾,死亡半径、重伤半径及轻伤半径分别为74.25 m、103.12 m、132.16 m;当储罐碎片抛射概率为0.001时,3种充装水平事故罐对应的距离分别为60 m、30 m、40m;给出了设置大流量固定式消防冷却水系统、点火源最小能量控制、提高储罐减压泄爆的能力、增加防火堤内固定灭火设施和拦网等应进一步加强的消防安全措施。     

LNG储罐组泄漏爆炸事故后果模拟

文章以某城镇天然气气化站10个100m3液化天然气(LNG)储罐组为例,利用TNT当量法和超压准则模拟预测单个储罐泄漏后引发蒸气云爆炸(VCE)的事故后果,并采用国际劳工组织(ILO)提出的模型和瞬间火灾作用下的热通量准则模拟预测其余9个储罐连锁发生沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)的事故后果,定量计算爆炸事故的伤害半径范围,为火灾预防和消防抢险救援战斗提供现实的指导意义.     

水面LNG液池扩展模型的分析与对比研究

为了评价在开阔水面上的液化天然气（LNG）火灾和蒸气云爆炸灾害后果，分析了LNG水面扩展动态过程；对比分析了Fay模型、FERC模型和计算流体力学软件FLACS的计算结果，探讨了LNG液池面积随时间的动态变化过程，分析了泄漏量、泄漏速率等参数对LNG液池扩展半径的影响；根据液池扩展模型的计算结果，确定了LNG液池的最大面积，并以此分析了LNG流淌火灾的辐射危害。研究结果表明:对于相同的泄漏条件，3种方法模拟的泄漏LNG水面扩展动态过程相似，一般情况下，FLACS模型，FERC模型和Fay模型所计算的最大液池半径依次增大;由于FERC模型与FLACS软件的模拟结果接近且偏于保守，故此在一般的工程应用时，采用FERC模型即可方便快捷地获得较为准确的结果。     

LNG储罐泄漏火灾爆炸事故后果定量分析

分析了目前用于定量预测LNG储罐泄漏火灾爆炸事故后果的三种主要计算模型,并基于ALO-HA软件对LNG储罐泄漏导致的火灾爆炸事故后果进行了定量评估,深入分析了风速、泄漏部位对LNG储罐泄漏事故的影响.结果表明:①在蒸汽云爆炸模型条件下,可燃区域和爆炸冲击波伤害区域随风速的增大先增大后减小,风速为7 m/s时达到最大值;随泄漏点与储罐底部距离的增大而减小;②在池火模型条件下,热辐射伤害区域随风速的增大先增大后减小,风速为10 m/s时达到最大值;随泄漏点与储罐底部距离的增大而减小;风速使该区域向下风向方向偏移,且偏移程度随风速增加而增加;③在沸腾液体扩展蒸气云爆炸模型条件下,风速和泄漏源位置变化对热辐射伤害区域形状和面积定量计算结果没有影响.     

氨分解装置中液氨储罐火灾爆炸危险性分析

以某金属处理企业氨分解装置中液氨储罐罐区为例,对液氨泄漏后火灾爆炸事故及其伤害范围进行了研究,用池火、蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气爆炸模型进行计算分析,给出火灾、爆炸事故的人员伤害和财产损失范围。结果表明:围堤堤内池火或罐内池火时,罐区建构筑物内的汽化器、管道等设备会因直接过火或热辐射导致损坏,建筑内人员死亡,但难以波及罐区之外;蒸气云爆炸产生相当于1192.72kgTNT爆炸的当量,爆炸的后果严重,应重点防范,防范的重点为液氨泄漏、点火源;沸腾液体扩展蒸气爆炸的火球半径56.1m,持续时间8.7s,死亡半径27.2m,其源于储罐受热或系统突然失效,液体瞬时泄漏汽化并遇点火源而发生,具有突发性且后果严重,企业应高度重视并严格储罐及系统的定期检验与校验、密切关注系统的有效运行。     

大型油罐火灾爆炸危害范围研究

针对大型油罐火灾爆炸对人员伤亡危害范围的问题，采用PHAST软件模拟定量分析了外部环境（风速、大气稳定度、空气湿度）、初始条件（泄漏点离地高度、泄漏孔直径）和其他因素（防火堤面积）对火灾爆炸伤亡半径的影响，根据模拟结果拟合了外部环境和初始条件与池火灾和蒸气云爆炸危害范围的关系式。结果表明:在相同条件下，软件模拟与实验结果误差较小，该研究具有可信性；池火灾危害范围随风速、泄漏点离地高度、泄漏孔当量直径和防火堤面积的增加而增加，而与大气稳定度的关系不大；蒸气云爆炸危害范围随风速的增加而降低，随大气稳定度和泄漏孔当量直径的增加而增加，而与泄漏点离地高度和空气湿度影响不大；拟合得到的外部环境和初始条件与池火灾和蒸气云爆炸危害范围的关系式可为大型油罐火灾爆炸事故中相关作业人员的应急撤离提供决策参考。     

Fire and explosion hazard analysis during surface transport of liquefied petroleum gas (LPG): A case study of LPG truck tanker accident in Kannur,Kerala, India

This paper presents an analysis and simulation of an accident involving a liquefied petroleum gas (LPG) truck tanker in Kannur, Kerala, India. During the accident, a truck tanker hit a divider and overturned. A crack in the bottom pipe caused leakage of LPG for about 20 min forming a large vapor cloud, which got ignited, creating a fireball and a boiling liquid expanding vapor explosion (BLEVE) situation in the LPG tank with subsequent fire and explosion. Many fatalities and injuries were reported along with burning of trees, houses, shops, vehicles, etc. In the present study, ALOHA (Area Locations of Hazardous Atmospheres) and PHAST (Process Hazard Analysis Software Tool) software have been used to model and simulate the accident scenario. Modeling and simulation results of the fireball, jet flame radiation and explosion overpressure agree well with the actual loss reported from the site. The effects of the fireball scenario were more significant in comparison to that of the jet fire scenario.     

Mutual effects between dynamic leakage behavior and the pressure/temperature in a LNG tank with external heat fluxes

The objective of this work is to investigate and model the mutual effects between the dynamic pressure/temperature in the LNG tank and the leakage behavior with external heat fluxes. The results suggest that the pressure and temperature in tank during leakage change with the comparison results between the heat flux consumed in liquid boil-off and the external heat flux supplied. At the liquid leakage stage, when the external heat flux is not very high, the pressure in tank tends to increase significantly, even results in tank explosion. It increases more and more heavily with higher and higher external heat fluxes. At the vapor leakage stage, large amount of vapor spray out, which results in a high generation rate of vapor by the liquid boil-off. The pressure in tank normally decreases to be low, which is unfavorable for the LNG tank explosion. Therefore, at this vapor leakage stage, blocking the leakage hole as soon as possible is not always a right choice for fire fighters. Finally, it is suggested that reducing the heat flux into the tank, either at the liquid leakage stage or in vapor one, is key to the tank safety.     

LPG船液货泄漏事故风险评估系统研究

通过对液化石油气(LPG)船舶液货舱泄漏事故危险度因素分析,建立液化气液体货物泄漏源强、蒸气释放源强和蒸气扩散计算模型,并制定泄漏事故风险评价流程,基于VB语言编写泄漏事故风险评估系统。利用该系统能够计算得出泄漏事故发生后蒸发气在不同时刻不同区域的蒸发气浓度、爆炸或火灾后对生命财产的伤害半径以及伤害程度等相关参数。对某航行状态下的LPG实船进行模拟分析,结果表明能够对LPG船舶泄漏事故进行有效风险评估,并能对船舶航行安全应急预案的制定和事故后海事鉴定提供一定的技术帮助。     

液化石油气站储罐区火灾爆炸危险性分析与安全措施

选择具体的液化石油气储配站,分析了该站的危险特性、危险产生的途径及可能造成的后果。在没有任何防护措施的情况下,采用蒸气云爆炸和沸腾液体扩展蒸气云爆炸模型,对该站一个50m3储罐发生泄漏造成的火灾爆炸事故后果进行预测,得出火灾爆炸后的安全距离为大于211．0m。在储配站不能满足此安全距离的基础之上,从防止产生爆炸性气体环境、消除点火源和抑制事故扩大三方面来提出有效的安全措施,降低事故发生的概率及事故造成的损失。其中,站址选在全年最小频率风向的上风侧且周围空旷的地区,罐上设置液位计、压力表、温度计及可燃气体报警器可防止产生爆炸性气体环境;罐及管道设静电接地,法兰用铜线跨接,站内设警示标志可消除点火源;生产区与辅助区间设置隔离墙,罐区周围设置砖混围堤,罐上设安全阀可抑制火灾爆炸事故扩大。     

基于VR技术的大型储罐火灾爆炸仿真软件设计

为了研究大型储罐事故后果的严重性，针对大型储罐火灾爆炸试验难以实施的情况，以虚拟现实技术为研究手段，重现大型储罐火灾和爆炸事故过程；通过对储罐火灾和爆炸事故进行理论分析，优选出大型储罐火灾爆炸事故后果数学模型；基于某商业原油储备库布置，利用3Ds Max软件对库区进行建模，结合Qt界面编写技术和OSG粒子效果技术进行交互式设计，划分火灾和爆炸2大仿真模块，设计各模块下属基本功能，形成1套基于真实场景的大型储罐火灾爆炸事故后果三维仿真模拟软件。研究结果表明:基于VR技术的大型储罐火灾爆炸仿真软件具有较强的沉浸感和交互性等特点，能够实时仿真大型储罐火灾爆炸事故动态演变过程，降低大型储罐火灾爆炸试验成本，同时为制定事故应急预案和应急处置措施提供科学参考。     

LNG船舶港口泄漏事故情景构建及危害程度分析

情景构建理论是处理重大突发事件的前沿应急管理理论。提高突发事件的应急处理能力,是提前开展战略性研究和应急准备工作的一种有效的科学手段。针对LNG船舶港口碰撞发生泄漏事故,结合重大突发事件情景构建所需要的“情景-应对”模式进行描述,建立LNG船舶在港口卸船期间发生泄漏事故的情景构建方案,通过分析得到LNG船舶碰撞后发生意外泄漏后产生的火灾、爆炸等危害。此案例的研究方法对LNG船舶港口泄漏事故应急管理体系具有较好的参考和指导意义。