易燃液态危化品道路运输燃爆事故演化概率研究

为了分析不同情况下的易燃液态危化品道路运输事故演化为火灾、爆炸事故的可能性,统计了近年来746起相关事故,对事故发生时间、道路、初发事故形式、运载危化品燃爆危险性及事故演化情况进行总结,利用变异系数法得出量化后的评价指标权重,通过事故过程中多因素耦合对燃爆演化率的综合影响强度计算其燃爆演化概率,结合质量控制法划分该类事故的高、低事故率阈值,评价燃爆演化概率危险水平。     

火灾爆炸危险指数评价法在催化裂化装置中的运用

本文以大庆石化总厂140万吨/年重油催化裂化装置为例,运用美国道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法对该装置进行安全性评价,分析装置各单元固有的火灾爆炸危险性.根据火灾爆炸危险指数大小给工艺单元划分危险等级,评价其潜在的火灾爆炸危险,确定安全补偿系数.通过量化其危险性因素,从生产设备、工艺操作、安全管理等方面综合分析该装置的危险性、生产过程存在的火灾爆炸危险性和发生事故的可能性,评价发生事故的严重程度,找出主要危险因素力求从技术、工艺、设备、原材料、安全管理等方面采取措施,以减少火灾爆炸事故的发生或降低事故损失.本文为石化企业采取有针对性的火灾爆炸预防措施,从而降低事故的发生概率,提高装置运行的稳定性和可靠性,减少损失,保证生产安全进行提供了科学依据.     

事故树分析法在LPG储罐火灾爆炸事故中的应用

LPG(液化石油气)属于危险化学品之一,LPG储罐发生火灾爆炸的机率大,造成的损失比较严重,故对其火灾爆炸事故进行研究具有重要意义。LPG储罐爆炸根据其发生机理分为化学爆炸(燃爆)和物理爆炸两种模式。本文通过对LPG储罐燃爆﹑物理爆炸两类事故进行系统分析,建立了以LPG储罐燃爆、物理爆炸为顶事件的事故树。通过对其事故树的定性分析,得到了影响顶事件的各个最小割(径)集。通过计算底事件的结构重要度,确定了影响LPG储罐火灾爆炸事故的主要因素,并提出了相应的改进措施,进而提高LPG储罐的安全性和运行可靠性。     

火灾爆炸危险指数评价法在催化裂化装置中的安全运用

以大庆石化总厂140万吨/年重油催化裂化装置为例,运用美国道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法对该装置进行安全性评价,分析装置各单元固有的火灾爆炸危险性。根据火灾爆炸危险指数大小给工艺单元划分危险等级,评价其潜在的火灾爆炸危险,确定安全补偿系数。通过量化其危险性因素,从生产设备、工艺操作、安全管理等方面综合分析该装置的危险性、生产过程存在的火灾爆炸危险性和发生事故的可能性,评价发生事故的严重程度,找出主要危险因素力求从技术、工艺、设备、原材料、安全管理等方面采取措施,以减少火灾爆炸事故的发生或降低事故损失。本文为石化企业采取有针对性的火灾爆炸预防措施,从而降低事故的发生概率,提高装置运行的稳定性和可靠性,减少损失,保证生产安全进行提供了科学依据。     

数值分析技术在一起反应釜燃爆事故中的应用

本文以一起反应釜燃爆事故为例,通过基于釜体残余变形、人孔装置脱落和缩颈管断裂的数值分析,得出了事故发生时反应釜内压力远大于设备正常工作压力的结论,进而确定该事故的发生是由于工艺操作不当,导致物料产生燃爆,进而造成了设备的损坏。     

石油液化气储配站火灾爆炸危险分析与事故后果评价

对石油液化气储配站火灾爆炸危险因素从危险物质、设计与施工、安全管理等方面进行分析,并进行了重大危险源辨识,对石油液化气泄漏引发蒸气云爆炸事故进行后果评价,并提出了相应的安全对策.     

天然气制甲醇关键过程火灾爆炸危险性分析

介绍了甲醇生产过程中的火灾、爆炸危险性及其研究现状,对天然气制甲醇生产工艺过程作了简单分析.运用DOW化学火灾爆炸危险指数法对各生产工艺单元的火灾爆炸危险性进行评价,确定天然气转化和热回收工艺单元与甲醇合成工艺单元为主要的危险工艺单元.进而根据甲醇生产工艺的火灾爆炸危险类型,通过事故树法对天然气制甲醇生产工艺中需要进行重点控制的工艺单元进行系统安全分析,确定了两个工艺单元内火灾爆炸事故发生的途径及其难易程度.     

液化石油气罐区危险性模拟评价及预防措施

本文对液化石油气罐区的主要危险性及其特点进行了分析 ,分别对主要危险事故类型:蒸气云爆炸 (VCE)和沸腾液体扩展蒸气爆炸 (BLEVE),给出了相关评价数学模型.以某罐区为实例,对其危险性进行了定量模拟评价,并对结果进行了分析,确定了其火灾、爆炸事故的严重度、伤害范围等.最后,提出了相应的事故预防技术措施.     

危险化学品火灾爆炸事故不安全动作分布规律研究

以我国210起典型危险化学品火灾爆炸事故为样本,对造成事故的不安全动作进行归类统计,应用云模型云发生器算法计算大类不安全动作的云模型参数值并绘制隶属云图,得出了危险化学品火灾爆炸事故中不安全动作类型和发出者分布规律及特点。结果表明:造成火源型火灾爆炸事故的违规型不安全动作平均发生次数最多,分布不均匀且不稳定,其中现场工作缺乏指导或监护发生次数最多,发出对象为监理;蓄热型火灾爆炸事故中技术型不安全动作分布表现出较大的随机性,其中物料添加不当和隐患排查不彻底发生次数最多,发出对象分别为基层人员和监理。     

某聚氯乙烯厂聚合车间生产系统危险性评价

在分析某聚氯乙烯厂聚合车间生产系统危险有害因素的基础上,结合我国化工企业安全生产的特点,应用道化学公司火灾、爆炸危险指数评价法(第7版)对聚合车间聚合、沉析过滤及尾气回收等主要危险工艺单元进行火灾、爆炸危险性评价,并提出了预防事故的安全对策措施.     

Effect of separation distance on gas dispersion and vapor cloud explosion in a storage tank farm determined using computational fluid dynamics

Storage tank separation distance, which considerably affects forestalling and mitigating accident consequences, is principally determined by thermal radiation modeling and meeting industry safety requirements. However, little is known about the influence of separation distance on gas dispersion or gas explosion, which are the most destructive types of accidents in industrial settings. This study evaluated the effect of separation distance on gas dispersion and vapor cloud explosion in a storage tank farm. Experiments were conducted using Flame Acceleration Simulator, an advanced computational fluid dynamics software program. Codes governing the design of separation distances in China and the United States were compared. A series of geometrical models of storage tanks with various separation distances were established. Overall, increasing separation distance led to a substantial reduction in vapor cloud volume and size in most cases. Notably, a 1.0 storage diameter separation distance appeared to be optimal. In terms of vapor cloud explosion, a greater separation distance had a marked effect on mitigating overpressure in gas explosions. Therefore, separation distance merited consideration in the design of storage tanks to prevent gas dispersion and explosion.     

输气管道高后果区蒸气云爆炸超压预测方法探究*

为准确预测输气管道高后果区在发生蒸气云爆炸事故时的超压分布情况,对国内外运用较为广泛的蒸气云爆炸超压预测经验模型和数值模拟方法进行调研,并分别应用其对某输气管道全尺寸泄漏燃爆实验进行超压预测,结合实验数据和输气管道高后果区管理现状进行方法准确性和工程适用性分析。研究结果表明:基于等效TNT假设的Henrych模型、Mills模型和等效TNT当量数值模拟方法均不适合准确预测蒸气云爆炸超压,TNO多能法和混合气体数值模拟方法所预测的结果较为接近实验结果。TNO多能法使用简便且推广性强,但主观性较大,易高估或低估爆炸后果;混合气体数值模拟方法操作繁琐且推广性差,但分析结果精度较高。在对高后果区进行安全管控时,可结合TNO多能法与混合气体数值模拟方法同时对管道工况进行评估,确定TNO多能法的爆源强度等级,继而推广使用TNO多能法。该研究结果可在较大程度上保证评估的准确性并节约成本。     

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。     

圆柱形无约束气云爆炸高温效应研究

为了分析无约束可燃气云爆炸产生的高温伤害效应，建立了相应的数学模型，利用有限体积的离散方法，对无约束空间内甲烷浓度10％、高径比为1的圆柱形可燃气云爆炸的瞬态温度场进行了数值研究。研究结果表明，圆柱形可燃气云爆炸的温度场呈不对称性分布，靠近地面处足最危险区域，高温可能达到的最大怪直高度和最大水平距离分别约为圆柱体高的2倍和半径的3．2倍。对数值模拟结果的数据进行多项式拟合，得到了圆柱形可燃气云爆炸场最高温度随水平距离、初温及参与爆炸气云质量的函数关系式，给可燃气云爆炸灾害的预测及防护提供了科学依据。     

开敞空间可燃气云爆炸冲击波超压及灾害动力响应研究评述

为了进一步梳理和分析开敞空间可燃云爆炸冲击波超压传播规律及灾害动力响应方面的各项研究成果,推进可燃气体爆炸安全防控,减少人员伤亡和经济损失。在分析现有研究的基础上,总结开敞空间可燃气云爆炸冲击波超压传播规律及灾害动力响应研究等方面存在的不足,提出开敞空间多元混合气体爆炸冲击波超压传播规律研究、多影响参数下可燃气云爆炸冲击波超压传播规律定量分析、基于可燃气云爆炸冲击波超压作用下的承载体动力响应等未来研究的关键技术问题。     

障碍物排列方式对海洋平台蒸气云爆炸的影响

为了了解障碍物排列方式对海洋平台蒸气云爆炸的影响,基于CFD方法建立蒸气云爆炸计算模型,选用国外MERGE项目的系列爆炸实验进行模型验证,提出用于衡量障碍物排列不均匀度的量化参数,针对海洋平台典型结构形式,分析障碍物排列方式对爆炸强度的影响。研究结果表明:蒸气云爆炸后果对于结构排列方式比较敏感,结构障碍物间隔均匀排列的形式造成的爆炸冲击作用最大;在爆炸发展初期阶段,障碍物阻塞程度对超压产生和发展影响更加显著。最后,基于研究结果,给出在海洋平台油气泄漏危险区将管线沿甲板非均匀排列布置等防控建议,为海洋平台蒸气云爆炸安全防控提供理论指导。     

Influence of built-in obstacles on unconfined vapor cloud explosion

The obstacle structure in the vapor cloud has a significant influence on the gas explosion. Obstacles could not only lead to the acceleration of flame, but also they may occupy some space, thus affecting the amount of combustible gas. In this paper, a new two-step method was proposed to respectively study the effects of the obstacles amount and volume blockage ratio (VBR) on the gas explosion by using Computation Fluid Dynamic software AutoReaGas, and the obstacles in the vapor cloud were set to “Solid” instead of “Subgrid”. Based on the results and analysis, it is found that the peak overpressure and the maximum combustion rate rise with the increase of the number of obstacles for a single VBR, which indicated that the vapor cloud explosion of more obstacles was more dangerous for a single VBR. However, under a single number of obstacles, the peak overpressure and the maximum combustion rate increase firstly and then decrease as VBR increases and reach the highest at the VBR of 0.74, which indicated that the intensity of vapor cloud explosion reach a peak at a certain VBR in the middle instead of the largest. In addition, the existence and structure of obstacles have little effect on the size of explosion fireball when the size and concentration of combustible gas cloud are the same.     

Industrial system for mitigation of vapor cloud explosions

The oil industry operates installations and processes with important quantities of flammable substances within a wide range of pressures and temperatures. A particular hazard for this type of installations is an accidental release of a large quantity of flammable material resulting in a devastating vapor cloud explosion.Extensive research was conducted to assess the efficiency of chemicals for inhibition of flames. Especially alkali metal compounds (especially carbonates and bicarbonates of sodium and potassium) have shown to be one of the more efficient flame inhibitor species.In this paper, the principles of flame inhibition by alkali metal compounds are briefly explained. Based on these principles, a practical implementation of an industrial system for chemical inhibition of vapor cloud explosions is discussed. This implementation is based on the use of dry powders of carbonates and bicarbonates of sodium and potassium as flame inhibitor species.The efficiency of the final design of the inhibition system was tested and confirmed on a very large scale in Vapor Cloud Explosion tests in California (US) in September 2016. Several projects in TOTAL were identified in which the VCE inhibition technology is implemented (new cracker units in Daesan (South-Korea) and in Port Arthur (United States)).     

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。     

井喷失控点火时间与方位探讨

利用计算流体力学方法(CFD)对井喷失控后天然气扩散过程进行研究,在有限元基础上建立模型,采用κ-ε紊流模型求解得出井喷失控后可燃性蒸气云随时间、风速变化的影响情况,求出稳态以后易爆区域的蒸气云形状。取5.0%和15%作为甲烷的爆炸上、下限,在不同区域进行点火求解爆燃结果,通过比较给出推荐的点火时间和点火方位。该研究成果可对井喷失控蒸气云爆燃危害性进行预测,有助于指导井喷失控进行点火放喷工作,避免爆燃事故的发生。