油品蒸气排放污染的防治

油品蒸气的大量释放对炼油厂、油库、加油站等单位的安全、环保、节能及经济效益极为不利，减少油品蒸发损耗一直是国内外石油储运工作者的一个重点研究课题。人们在不断探讨油品蒸发损耗机理的基础上，相继开发了一系列有效的降耗措施。本文比较全面系统地综述了这方面的研究成果，以期引起生产、科研、设计、管理等部门的足够重视并作参考作者认为在继续开发研制各种新型、高效、经济的防治措施的同时，应从环保法律的角度来进行专题讨论，以起到约束和促进防治的作用。     

置障长管内丙烷-空气爆炸过程的流场特性研究

本文构建了12 m×0.125 m的大长径比密闭管道的二维模型,运用计算流体动力学软件Fluent,基于Realizable k-ε湍流模型和预混燃烧模型,对有障碍物条件下丙烷-空气爆炸过程中湍流对火焰的加速机理进行数值模拟研究,重点分析不同阻塞率对流场微观特性的影响规律。结果表明,阻塞率对管道内流场特性的影响十分明显,在一定范围内,阻塞率越大,火焰锋面前后的速度梯度越高,引起的湍流涡旋规模越大,导致火焰阵面的变形程度越严重,使得火焰锋面传播速度以及气体的扩散速度也越快。     

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。     

危险化学品仓储事故演化规律及消防力量需求研究

危险化学品仓储火灾事故复杂,处置难度大,易引发事故多米诺效应,对人民的生命和财产造成严重威胁。本文分析了危化品仓储火灾爆炸事故的演化规律和事故风险,结合事故案例剖析危化品仓储火灾爆炸事故后果及对周边区域的影响。针对危险化学品仓储火灾爆炸事故,建立危化品仓储火灾扑救泡沫需求评价二级指标体系,采用模糊层次分析法建立了泡沫灭火剂用量评价数学模型,并根据救援力量类别需求、各种应急救援装备与作战人员需求建立危化品火灾消防力量需求预测模型,准确预测危化品仓储事故消防力量需求。     

风速对LNG泄漏扩散过程影响的数值模拟

为研究环境风速对液化天然气(LNG)泄漏扩散过程的影响,采用Fluent建立LNG连续泄漏计算流体力学模型,开展不同风速下LNG泄漏扩散过程的数值模拟研究。结果表明,LNG泄漏扩散分为扩散初期、扩散中期、扩散后期3个阶段,扩散过程中LNG从低温重气逐渐转变成轻质气体。环境风速对气云的扩散主要体现在:低于5级风时,云团以两侧卷吸为主,气云表现为"叶状分叉"、中间低两端高,此时气云横风向扩散较快,甲烷扩散距离与冻伤距离随风速增大而增大;而高于5级风时,云团以顶部卷吸为主,气云表现为云团坍塌、中间高两端低,此时气云垂直风向扩散较快,甲烷扩散距离与冻伤距离随风速增大而减小。初步建立了LNG蒸气云爆炸风险范围与冻伤区域和泄漏时间、环境风速的函数关系,可为爆炸风险区域和低温冻伤区域的预测提供理论支撑。     

加油站油气排放治理技术

分析了国内外加油站的油气排放治理现状，指出对我国加油站的油气排放进行全面治理已迫在眉睫。针对我国加油站油气排放的特点并在现有技术基础上，提出了“冷凝+吸附”油气处理集成技术，并借助Aspen模拟软件及实验对此技术进行了研究，结果认为该技术回收率高达99.2％，油气尾气浓度可控制在11.2 g/m³。该技术原理简单，成本低，可为提高加油站的本质安全、环境保护及节能降耗提供有力的技术支撑。     

基于可视化理论的重气泄漏扩散研究

可视化技术是一个新的技术领域,应用可视化技术结合模拟实验平台开展了重质气体泄漏扩散实验。对泄漏源不同间距和泄漏区障碍物工况下多泄漏源同时泄漏时的泄漏扩散过程进行了可视化研究,得到了罐区重气泄漏扩散过程的可视化影像。结果表明:可视化研究较好地展现了罐区重质气体泄漏扩散的全过程;多源泄漏的间距越大,扩散越快,范围越广;泄漏源靠的越近,其中间区域越容易形成重气高浓度区,危害越大;重质气体泄漏扩散至障碍物时,扩散行为会发生变化,在障碍物前后会形成高浓度区,并沿着障碍物壁面慢慢上升直至稀释成中性气体,危险性减小。     

基于元胞自动机的地上管道点蚀模拟研究

采用三维元胞自动机模型从介观的角度对湿大气腐蚀环境中输油管道表面蚀坑的生长演化过程进行研究。模拟中主要金属溶解和钝化、质量转移以及化学电化学效应,基于元胞自动机将物理模型转化为离散的数学模型。在三维模型下,研究在不同溶液浓度、溶解概率、钝化概率下蚀坑随模拟时间的生长规律,其结果表明为服从线性关系,当腐蚀溶液浓度c、溶解概率P_d越大,而钝化概率P_p越小时,蚀坑等效半径越大,蚀穿时间越短。同时提出了蚀坑对比深度β_d等一系列腐蚀损伤参数,确定出β_d值约为1.5～2.5。     

置障管道内天然气爆炸过程微观特性数值模拟研究

为揭示障碍物对于火焰传播过程中的激励作用,采用Zimont火焰面模型对内置不同阻塞率障碍物的密闭管道内天然气-空气预混气体的燃爆过程进行数值模拟,结果表明障碍物对于天然气燃爆过程中火焰传播的激励作用明显,火焰传播经历了从层流向湍流的转变过程,70%阻塞率时激励作用达到最大,火焰前锋速度达到了1 156 m/s,管道内最大爆炸压力达到1.02 MPa;火焰传播至障碍物处时,不同阻塞率障碍物场中湍流动能峰值变化趋势基本一致,且高湍流动能区的分布与湍流动能峰值发生剧烈变化。     

内浮顶油罐“小呼吸”对环境影响过程的分析

内浮顶油罐结合了外浮顶油罐和拱顶油罐的优点,具有特定的蒸发损耗特点.利用自制的内浮顶油罐实验平台,研究了油罐内气体空间里的油气浓度的分布梯度、分子扩散、热扩散、强迫对流等作用对油品蒸发损耗的影响.结果表明,内浮顶油罐的"小呼吸"损耗,主要是受到温度变化引起的油气分子热扩散作用的影响.在此基础上,本研究提出了相关的降低蒸发损耗的措施以及内浮顶油罐蒸发损耗的计算公式.