CALPUFF与烟团模式在复杂地形环境风险评估中的比较分析

CALPUFF模式是一个多层、多物种、非稳态的烟团扩散模式,可以模拟时空变化的气象场对污染物输送、转化和清除的影响,其气象场由实际气象观测资料结合中尺度气象模式模拟结果、实际地形土地利用资料等根据质量守恒原理诊断给出。应用CALPUFF模式系统对四川省罗家寨气田典型的高含硫天然气集输管线破裂过程的风险影响进行了环境风险评估,并与该项目环评报告中用大气扩散烟团模式得到的风险评估结果进行对比。结果表明,CALPUFF模式从诊断风场得到的最不利气象条件以及最不利气象条件下的风场与大气扩散烟团模式指定的最不利气象条件和诊断风场存在较大差异,从而导致了H2S扩散的差异。其中,CALPUFF模式得到的最不利气象条件下各风向的瞬时严重伤害和半致死浓度值范围沿着山谷走向分布在东北、西北和南方,而大气扩散烟团模式模拟的结果也出现在其他方向。另外,CALPUFF模式模拟得到的30 min平均最大浓度分布结果中半致死浓度范围与其他模式结果一致,比大气扩散烟团模式结果小得多。     

城区气象条件对大气污染物扩散影响规律

文中采用ADMS系列大气扩散模型对城市建筑密集区气象条件对大气污染物扩散影响规律进行数值模拟研究。模拟前,以现场实测结果对模型进行验证。模拟中,采用ADMS-Urban扩散模型获取模拟计算结果、采用ADMS-Industrial扩散模型绘制相应的风场图。对特征气象参数云量、气温、气压、相对湿度、风速、风向的影响规律进行系统地研究,以此提出对应的管理和控制措施,研究方法及研究成果对其他建筑密集的城市区域的大气污染扩散研究具有一定借鉴和推广价值。     

有风情况池火灾热辐射下的最小安全距离

防火间距是石油化工企业平面设计中的一个重要参数,开放环境下的火灾热辐射受大气稳定程度的影响.本文从计算流体力学角度出发,应用CFD(Computationsl Fluid Dynamics)软件Fluent,基于SCI爆炸火灾工程试验"Pool Fire A"的大气条件,对"有风情况下,直径为10 m的苯液池火灾"进行数值模拟,得出非绝热条件下,苯燃烧的峰温以及产物组分、池火灾对周围环境热辐射的空间分布.温度最高点在对称面y=0上,最高温度为1 478 K、火焰倾斜角度为32°(与竖直方向的夹角)、火焰高10.2 m.对于锰钢材料、内径为10 m苯储罐,2～3级风力情况下,相邻两储罐间最小安全距离在上风向为20 m,下风向为27 m.最后对模拟结果进行了分析.     

垃圾填埋场恶臭气体的扩散规律研究

为了研究垃圾填埋场恶臭气体硫化氢在大气中的扩散规律,以某垃圾填埋场为例,利用AERMOD空气扩散模型输出垃圾填埋场周边地区各网格点的浓度预测结果,并利用Surfer软件绘制最高浓度等值线图.根据模拟结果、浓度等值线图得到最不利气象条件下整个区域的硫化氢浓度分布.通过浓度分布图分析得出,垃圾填埋场恶臭对周边的污染主要受到气象条件、地理位置、恶臭间歇性高释放率的释放特点、恶臭释放源强等因素的影响.     

对设计规范中厂址选择及厂区布置的风向选择规定的几点看法

风向对厂址选择与厂区布置的影响要同时考虑安全、卫生、环境保护和生产等方面。国家有关安全法规标准及设计规定都对风向与厂址选择及厂区布置的关系作了规定,但是因对最大频率风向和最小频率风向和关系及其对环境的影响认识不深,没有认识到单独分析风向时,最大频率风向不一定是最小频率风向的反方向,污染源的最小频率风向的下风侧是受污染最小的方向。因此与此相关的规定存在着一定的混乱。这里将对风向频率及其与厂址选择及厂区布置的关系进行分析     

毒气泄漏场景下基于蒙特卡罗的工厂布局研究

由于在工业生产中使用危险化学品会引起各种工业事故的发生,为了减小事故风险,降低由此产生的经济损失,必须将安全问题考虑在内,对工厂进行合理布局。采用蒙特卡罗模拟技术,研究某生产设施发生有毒气体泄漏的场景下,气象条件的不确定性对工厂布局的影响。以风向、风速及大气稳定性作为随机变量,通过扩散模型、概率函数和蒙特卡罗模拟得到中毒死亡概率。将上述随机方法应用在天津某个处于规划布局阶段的工厂内,以氨气泄漏为例,根据该地区常年风向分布及所得风险等值线图对工厂设施布局提出建议。案例分析表明:该工厂需要进行重新布局,应将受体设施布置在风险较小、风频较小的方位上;同时该随机方法能够为工厂布局提供决策支持。     

上海市氮氧化物污染与气象条件关系特征分析

根据上海市1998-2000年NOx浓度监测数据,对其月变化、城乡差异进行分析.将NOx浓度最低、最高月份值与气象条件进行了对比.结果表明,NOx浓度年内月变化呈"U"型,在冬季出现最高值,夏、秋季较低.其原因主要是冬季稳定型气象条件出现频率高,不利于污染物扩散;夏、秋季则相反.应用SPSS统计分析软件,对NOx浓度与各气象要素进行相关分析.结果表明,NOx浓度与风速有很强的负相关性,与气温、气压、太阳辐射等要素也有明显的相关性.在此基础上,提出了NOx浓度的气象学预报模式.NOx浓度城乡差异明显,城区高于郊区.因为NOx的主要来源为机动车排放,集中于城区;另外郊区建筑物不像城区那么密集,扩散条件比较好.     

西安脉冲堆场区放射性气体扩散CFD数值模拟

为对西安脉冲堆(XAPR)核应急及相关核安全评价提供场区大气扩散规律的技术支持,根据XAPR场址条件,采用CFD方法对场区放射性气体扩散进行了数值模拟,分析释放点、气象条件、出口速度等因素对大气扩散的影响。结果表明:在XAPR场区内屋顶释放造成主干道路地面大气扩散因子比烟囱释放高约1个数量级;风向影响场区内危险区域面积,南风造成的危险区域面积最大,西南风次之,西北风最小;大气扩散因子随出口速度增大而减小,随环境温度增加变化不显著;均匀风场模型给出的结果更加保守,由于幂律风廓线的水平风速随高度梯度变化较大,最终得到的地面扩散因子较小;非稳态扩散中,风场突变会导致局部污染加剧,由于建筑物的阻挡绕流,污染物在场区的扩散减缓,可能在场区形成部分污染的过渡地带,随后会逐步达到稳态扩散状态。在XAPR核事故中,放射性气体由于场区复杂的建筑分布而具有复杂的扩散行为,释放点、气象条件等因素均对放射性气体场区分布产生影响,从而形成不规则的事故污染景象。     

ALOHA软件对危化品泄漏区域分布的预测

为了在发生危险化学品泄漏时能够在第一时间快速和较为准确地预测危化品在大气中的扩散形状和区域面积,有效地组织受影响区域人员疏散和避免不必要的浪费,笔者利用ALOHA软件进行预测.该软件在考虑了日照强度、风向、风速、大气温度、湿度、危化品性质、释放量、泄漏状态等诸多因素的影响后经过计算得出数据,并以图形形象地表示扩散浓度、影响范围和其他信息,帮助应急指挥人员更加有效地组织救援和疏散.     

含硫天然气净化厂硫化氢泄漏分析及对策

以川东北某含硫天然气净化厂为对象,通过分析该净化厂的处理工艺及可能造成泄漏的各种原因,确定了硫化氢泄漏危险较高的生产单元。通过工艺压力、流量、物料组分的比对,选取了脱硫单元原料气和硫磺回收单元酸性气作为模拟泄漏物料。对该厂所在地的气象条件和厂区的地形地貌进行了调查,净化厂当地近5年风速、云量统计表明低风速和多云为主导天气,将D1.5m/s作为模拟硫化氢泄漏扩散的典型气象条件。采用了美国石油学会(API)推荐地面粗糙度长度。运用PHAST软件计算了在典型气象条件下通过3种不同孔径泄漏1 min,5min和30min,形成的立即危及生命或健康(IDLH)范围。在典型气象条件下IDLH的下风向边界距离在41m至1190m范围内,以硫磺回收单元的大孔径泄漏为最远。以小孔泄漏为例模拟并讨论了风速、大气稳定度对硫化氢扩散的影响。为降低H2S泄漏风险提出了在线监测及联锁系统设置的要求,对避免和减少硫化氢中毒伤亡事故具有指导意义。