蒸气云爆炸模型在原油储罐火灾事故中的应用研究

本文分析了原油储罐的火灾爆炸事故特点,介绍了蒸气云爆炸模型中热辐射伤害模型以及TNT模型和TNO模型。选取蒸气云爆炸TNT模型以及热辐射伤害模型对10×104m3原油储罐泄漏事故形成的蒸气云爆炸进行后果定量分析,对事故产生的热辐射和冲击波对人员造成的伤害程度进行了对比分析,得出目标到爆炸源距离较近时热辐射对人员造成的伤害较大,目标到爆炸源距离较远时冲击波对人员造成的伤害较大。     

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.     

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加气站槽车卸车直供过程泄漏后果分析*

为研究LNG加气站槽车直接供液过程泄漏后果严重程度,采用HAZOP辨识槽车供液和储罐供液典型泄漏场景,基于PHAST分析不同泄漏场景下LNG液池半径、蒸汽云扩散距离及积聚时长、爆炸超压和池火热辐射影响范围,定量评价槽车供液可能造成的事故后果扩大程度。结果表明:槽车供液泄漏事故的LNG液池最大半径、蒸汽云最大扩散距离、爆炸超压最大影响半径和池火热辐射最大半径,分别为储罐供液的5.7,1.7,2.3,7.9倍;槽车在无人值守条件下泄漏形成的LNG液池最大半径和蒸汽云积聚时长,分别为有人值守下的1.85,56倍;日供液量较大加气站不宜采用槽车直接为汽车供液模式,而应采用先卸车入罐、再储罐供液的模式;应落实槽车卸车轮班值守制度,并与周边社区建立有效的应急联动方案。     

苯的蒸气云爆炸伤害分析

介绍了蒸气云爆炸事故机理以及4种方法研究蒸气云爆炸破坏力的影响范围,并根据TNT当量法和TNO建议,计算苯蒸气云燃烧爆炸冲击波的影响范围,即确定死亡半径、重伤半径、轻伤半径及财产损失半径,为企业和政府的应急救援提供帮助。     

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。     

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。     

MATLAB在储罐区蒸气云爆炸分析中的运用

针对储罐区蒸气云爆炸事故,通过建立蒸气云爆炸模型和运用MATLAB程序分析事故后果,得出了死亡、重伤、轻伤的区域半径,进而对伤害区域进行了划分,并将结果以图形的形式呈现,有利于安全人员直观地判断和分析事故后果.同时,借助MATLAB程序使整个分析过程更加简洁高效,有利于制定相应的预防和应急措施.     

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。     

固定顶LNG储罐蒸气云爆炸后果的随机抽样推测

考虑LNG储罐泄漏过程的压力变化,通过压力修正建立了固定顶LNG储罐VCE后果分析模型。在总结前人不确定分析研究成果的基础上,将泄漏孔上方初始液位高度与气云TNT当量系数作为不确定性分析参数。利用随机抽样推测法通过模型计算获得了VCE事故人员死亡半径,并通过数据统计分析获得人员死亡半径大小及其概率密度分布,对有效降低事故风险以及提高LNG管理水平具有价值。     

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。     

天然气管道蒸气云爆炸事故影响因素动态分析

针对天然气长输管道蒸气云爆炸事故的主要影响因素,包括管道裂口面积、运行压力、管径和风速4个因素的不同取值,采用管道动态泄漏模型结合蒸气云爆炸TNT当量法进行计算分析,找出了这些因素对蒸气云爆炸伤害区域的影响规律,即随着裂口面积的不断增大,轻伤半径呈现近似线性增长趋势,而重伤半径和死亡半径则呈现先增大后降低的变化趋势;随着管道运行压力和管径的不断增大,各伤害区域呈现近似线性增长趋势;随着风速的增大,轻伤半径近似保持不变,而重伤和死亡半径则呈现总体下降趋势。     

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。     

火灾爆炸后果分析法在LNG储罐风险评估中的应用

风险评估是液化天然气(LNG)储存系统风险管理的重要环节。本文运用火灾爆炸后果分析法对LNG储存系统进行风险评估,分别计算了LNG储罐引发池火灾、沸腾液体扩展蒸汽爆炸、蒸汽云爆炸的危险区域,对LNG储罐区的选址、建设、平面布局、风险控制等均有十分重要的意义。     

化工装置连锁爆炸实例研究

化工装置发生爆炸时往往是两三种类型的爆炸连锁式地相继发生，这使预防控制和评估爆炸事故更加困难，如何将单类爆炸研究成果合理应用于实际成为关键。本文对尿素合成塔连锁爆炸的实例进行了剖析，揭示了其气相爆炸到蒸气爆炸再到蒸气云火球的连锁爆炸机理，并运用相关计算模型对爆炸过程进行了计算，得到了爆炸波最大迭加位置、气相最大爆压、蒸发体积、闪蒸总功、简体抛射功、TNT当量、以冲击波计的安全距离、火球最大直径、持续时间、辐射通量的计算值。     

化工装置连锁爆炸实例研究

化工装置发生爆炸时往往是两三种类型的爆炸连锁式地相继发生,这使预防控制和评估爆炸事故更加困难,如何将单类爆炸研究成果合理应用于实际成为关键.本文对尿素合成塔连锁爆炸的实例进行了剖析,揭示了其气相爆炸到蒸气爆炸再到蒸气云火球的连锁爆炸机理,并运用相关计算模型对爆炸过程进行了计算,得到了爆炸波最大迭加位置、气相最大爆压、蒸发体积、闪蒸总功、筒体抛射功、TNT当量、以冲击波计的安全距离、火球最大直径、持续时间、辐射通量的计算值.     

蒸气云爆炸后果预测模型的比较研究

介绍了3种蒸气云爆炸后果预测模型,分别是TNT当量模型、多能法、Baker-Strehlow模型。阐述了这些模型的基本原理,将3种模型进行了对比研究,并将3种模型的无量纲距离和超压关系绘制在了同一图中。对某一蒸气云的爆炸后果进行了预测,并对结果进行了分析,指出了不同模型的优缺点。