责任关怀视角下“油气储运安全”混合式教学探讨

为提高学生对油气储运安全课程工程实际应用部分的接受程度,增强其学习自主性,在“责任关怀”理念的指导下,于大四上学期采用线上线下混合式教学模式讲授该门课程。结果表明：混合式教学模式能将线上线下教学的优势相结合,课堂时间和空间得到了扩展,极大提高了学生对课程思考的积极性,发挥了学生的自主性;教师依据线上线下的效果反馈也能更加精确地研判学生学习情况并持续改进教学;采用混合式教学模式,学生的学习成绩全部及格,学习效果普遍较好。     

浮盘和气窗位置对内浮顶罐正己烷蒸发损耗的影响

在环境保护日趋严格和受到重视的大环境下,内浮顶罐的蒸发损耗机理和减排降耗规律尚有进一步研究的空间。使用自制的1 000 m3内浮顶罐缩比模型,研究了不同气窗和浮盘位置对罐内气体空间气流分布、罐内风速、储液蒸气浓度以及损耗速率的影响。结果表明:罐壁通气孔储罐和罐顶边缘通气孔储罐的气孔流向均呈现两进两出的特点;壁面通气孔储罐内风速大于顶盖边缘通气孔储罐,而浓度小于后者;浮盘位置越高,蒸发损耗速率越大,顶孔罐相比于壁孔罐的减排效果就越明显,其原因是贯穿整个壁孔罐内气体空间的大旋涡对边圈密封处的影响造成的。通过分析,建议将罐壁通气孔改造成罐顶边缘通气孔,建议在API内浮顶罐损耗公式的修订中考虑气窗和浮盘位置的影响。     

细水雾抑制受限空间原木火和纸板火的试验研究

以原木火和纸板火两种固态火为研究对象,选择预燃时间和喷雾压力作为影响细水雾灭火效果的两个重要因素,并运用均匀分析法对这两个因素分别选择8个水平,开展了细火雾抑制受限空间原木火和纸板火的燃烧试验,对比分析在特定情况下原木火与纸板火的火源热成像和空间温度的变化差异,揭示细水雾抑制受限空间原木火和纸板火的灭火机理,探讨影响细水雾抑制原木火和纸板火的主要因素。试验结果表明:在细水雾喷淋过程中,细水雾会不断蒸发转变为水蒸气,同时冷却燃烧皿及火源表面,阻止火源的燃烧;在细水雾充满整个受限空间时,很大程度上减弱了火源热辐射,且抑制了热辐射的传播;原木火试验的最优灭火工况为25 s、2 MPa,纸板火试验的最优灭火工况则为20 s、1.2 MPa,且在该条件下原木火和纸板火的火焰熄灭时间分别为145 s和85 s;根据二元线性回归分析的结果可知,影响细水雾灭火效果的主要因素为喷雾压力。     

惰化系统极限氧浓度变化规律及监测预警研究

为解决高龄油气管罐事故多发且事故后果严重的问题,通过研究惰性气体保护封存技术,提出惰化系统氧浓度等级分级、氧浓度安全裕量设定原则以及极限氧浓度(LOC)测试方法;通过理论与试验相结合的方法,分析CO_2、N_2等2种惰化剂对液化石油气(LPG)爆炸极限与LOC的影响以及抑制机制,并基于此设定预警阈值。结果表明:随着CO_2、N_2量的增加,最大爆炸压力到达时间延时可达7倍,抑爆效果明显,2种惰化剂抑爆机制的不同主要体现在三元碰撞反应;当CO2充入量达到22%或N2充入量达到32%时,LPG处于完全惰化状态;根据试验结果,可设定LPG惰化系统在线和间断氧浓度监测时预警阀值。     

海底天然气管道单孔泄漏冲击波的数值模拟研究

海底天然气管道泄漏瞬间产生巨大的冲击波,可能会造成水下冲击爆炸。基于VOF多相流模型和组分传输模型,建立了海底天然气管道单孔泄漏扩散的数值模型,对海底天然气管道单孔泄漏气体扩散规律及其冲击波的形成过程进行数值模拟计算与分析,并在此基础上,通过正交试验,选取泄漏速率、泄漏孔径和海水流速3个影响因素,对监测点处气体泄漏冲击波的动态压力进行多因素耦合分析。结果表明:气体泄漏冲击波的形成过程可分为起始阶段、冲击阶段和衰减阶段三个阶段;泄漏孔径、泄漏速率和海水流速对单孔气体冲击波动态压力的影响程度依次减弱。     

含硫天然气管道泄漏扩散危险区域的多因素耦合分析

为在含硫天然气管道发生泄漏后制定科学有效的风险防控措施,采用数值模拟的方法,分别以泄漏孔径、风速和大气温度为影响因素,以泄漏发生后CH₄扩散的最大面积、CH₄爆炸危险区域面积和H₂S中毒危险区域面积为试验指标,研究3种因素对试验指标的影响。结果表明,泄漏扩散危险区域受泄漏孔径的影响最大,其次是风速,大气温度对其的影响较为不明显。此外,泄漏孔径对H₂S中毒危险区域影响程度最大,对CH₄最大扩散区域影响次之,对CH₄爆炸危险区域影响程度最小。风速和大气温度趋势一致,对CH₄爆炸危险区域影响程度最大,对H₂S中毒危险区域影响次之,对CH₄最大扩散区域影响程度最小。     

含NaCl超细水雾抑制甲烷爆炸实验研究

为研究含NaCl添加剂超细水雾对甲烷爆炸的影响,在自制的半封闭透明管道内,进行含NaCl添加剂超细水雾抑制甲烷爆炸试验,通过检测和分析在不同NaCl浓度情况下超细水雾的粒径和甲烷爆炸的平均火焰传播速度、爆炸超压以及平均升压速率,探究NaCl浓度对超细水雾粒径及其对抑制甲烷爆炸有效性的影响。研究结果表明:NaCl浓度对超细水雾粒径影响较小;对于体积分数为9.5%的甲烷,相比于纯甲烷爆炸,其平均火焰传播速率、最大爆炸超压以及平均升压速率分别下降了53.7%,63.4%和60.7%,相比于超细纯水雾,其平均火焰传播速率、最大爆炸超压以及平均升压速率分别下降了38.6%,58%,56%;在通雾量相同的条件下,浓度为2.5%NaCl超细水雾对体积分数为9.5%的甲烷爆炸抑制性能最佳;含NaCl添加剂超细水雾的物理化学共同作用可以有效抑爆甲烷。