大型原油储罐的火灾爆炸风险浅析

<正>我国大型原油储罐的初次应用始于20世纪80年代,随着国内油品需求量的增加和国际原油市场的动荡加剧,21世纪初呈现快速增长趋势,大型储罐也逐步实现了国产化。截至目前,大型原油储罐在我国的高速发展期仅十几年时间,有些储罐还没经历第一个检修期,从近些年的现场检查和研究情况看,我国大型原油储罐区的安全状态和防护能力不尽完善,火灾风险较高。笔者结合近些年的现场检查及研究工作,分析我国大型原油储罐目前存在的火灾风险,提出     

重质油储罐固定式泡沫灭火系统设计优化研究

通过重质油储罐的实体火灭火试验,获得了氟蛋白泡沫液和水成膜泡沫液的供给强度与灭火时间对应关系数据,确定了每种泡沫液扑救重质油储罐火灾的最低泡沫供给强度;以10 000 m3固定顶重质油储罐为例进行了泡沫系统设计计算,将优化设计方案与原有设计方案进行了对比,主要变化是泡沫发生器数量从4只提高至6~8只,泡沫主管线管径从DN200提高至DN250,泡沫消防泵流量也相应提高。优化后的储罐泡沫灭火系统提高了泡沫灭火能力,提升了系统的可靠性,降低了储罐火灾风险。     

移动式压缩气体泡沫灭火装置性能研究

针对石化企业发生初期火灾进行快速灭火的需求,研发了移动式压缩气体泡沫灭火装置。通过考察出口管径、软管卷盘长度、气液比等参数对泡沫性能的影响,实现了该装置关键组件的最优化设计。测试了该灭火装置的泡沫混合液平均流量、干/湿泡沫发泡倍数、25%析液时间、灭火时间等性能参数。研究结果表明:该灭火装置泡沫混合液平均流量高达40 L/min,灭火时间为80 s,仅是负压式泡沫灭火装置灭火时间的44%。另外,该装置还具备一键启动、干湿可调、操作简便、行驶快捷的优势。因此,该装置在物化性能、泡沫性能及灭火性能方面都超越现有的同类型产品。     

液氮泡沫发生器内流动特性研究

低温液氮与泡沫混合液直接接触产生氮气泡沫是一种新型的掺混形式,利用液氮高汽化比的特点,搭建液氮泡沫可视化实验装置,进行氮气-水两相流及液氮泡沫流动特性的研究。结果表明,液氮相变产生大量氮气,其与泡沫液混合产生泡沫,温度有所回升,最终趋于泡沫混合液温度;管路沿程压降较小;液氮射流破碎及流动过程可分为6个区域:低温液氮区、向上循环翻滚区、滞留区、泡沫与泡沫混合液混合区、致密泡沫区、泡沫混合液区。流体向下游流动过程中持续发泡;为防止管路结冰,需合理控制泡沫混合液与液氮流量。     

复合式灭火装置在浮顶储罐密封圈的应用研究

结合浮顶储罐密封圈的结构特点,分析了浮盘密封圈火灾的主要特征与扑救难点,总结了当前处置浮顶储罐密封圈火灾的固定式消防系统、移动式消防炮及独立灭火单元的缺点,主要包括灭火速度慢、上罐灭火风险高、灭火剂损失量大、复燃等。针对密封圈火灾快速扑救的目标,提出了适用于浮盘密封圈的复合式灭火系统,利用超细干粉的快速淹没性能、正压高能泡沫的高动能以及抗复燃性,实现密封圈初期火灾的快速扑救。在全尺度浮盘密封圈模拟装置上开展了多次实体火灭火实验,实验结果表明:该灭火装置的灭火时间在30 s以内,具有灭火快、抗复燃的功能。这种独立的复合式灭火装置与储罐现有的火灾报警系统联用,在大型原油罐区可实现密封圈初期火灾的快速扑救,具有良好的工程应用前景。     

固定式消防系统应对大型原油储罐全面积火灾的探讨

简述了大型储罐全面积火灾的特点,分析了固定式消防系统扑救大型储罐全面积火灾的优点和缺陷.以保护10万m3浮顶储罐为例,提出了固定式消防系统的关键设计参数和重要消防设备配置要求,与现有的固定式消防系统相比,其灭火能力大大提升,具有扑救大型储罐全面积火灾的可行性,同时对深入开展大型池火灭火专用泡沫液和罐间距等专题研究提出了建议.     

计算机软件模拟油罐火灾对环境的影响

通过应用火灾模拟软件FDS,建立了某油库稳定燃烧的数学模型,并研究了在风速为8 m/s的实验条件下,油罐发生火灾时,火焰的发展状况,以及燃烧过程所产生的二氧化碳、一氧化碳和灰尘随时间的变化规律.     

消防用液氮泡沫长距离输送流动特性实验研究

针对石化企业火灾处置需求,开展了多组液氮泡沫长距离输送实验,分析了液氮泡沫在静置和输送状态的析液与再发泡过程,提出了液氮泡沫在消防管线内再发泡物理模型(P-S模型),指出消防管线内的逸散气体、液滴、相邻气泡间瞬态压力差、气泡间空间等是液氮泡沫再生成的必要条件,揭示了消防管线内液氮泡沫析液-发泡-再析液-再发泡的循环机制,提出了液氮泡沫输送动力强度概念。实验结果证明液氮泡沫在消防管线内能输送1 000 m距离,液氮泡沫在DN80的消防水带内输送400 m时出现“长管阻力效应”,输送更远距离需要的输送动力强度将增加2～3倍;输送液氮泡沫的动力强度是输送泡沫混合液液体的1.5～1.9倍;对相同的液氮泡沫输送流量,在消防管线流通面积增加1倍后,输送动力强度降低69%。为向火灾现场远距离输送大流量液氮泡沫,应采用大管径消防管线高压输送。     

多级孔板扰流泡沫发生器流场模拟分析

通过数值模拟方法,对内锥和多级孔板组合扰流结构下的泡沫发生器流场进行了模拟和分析。通过CFD流场模拟软件Fluent,以泡沫发生器的真实操作工况为边界条件进行建模,得到了气液两相掺混流场的结构和重要动力学参数,并进行了分析。发现扰流件的下游区域存在一个较稳定回流区,同时在多级孔板区域流场的湍动能及湍动能耗散率较高,对泡沫发生器中气液两相掺混有利。扰流件下游液相分布较为均匀,进一步验证了发泡器内部气液掺混效果较佳。通过流场模拟,验证了圆锥和四级孔板组合扰流结构对强化泡沫发生器内气液掺混的有效性。     

大流量液氮泡沫灭火系统应用探究

<正>目前,我国大型原油储罐火灾事故多发,扑救难度大。中国石化安全工程研究院开展了液氮气化与泡沫混合发泡的液氮泡沫系统研究,研制了大流量液氮泡沫喷射装置,该泡沫系统泡沫层稳定性强、抗复燃能力强、氮气与泡沫双重灭火、灭火效率高,解决了压缩气体泡沫灭火系统大流量高压供气问题,实现了大流量液氮泡沫灭火系统的工程应用。