丁坝头部附近速度分布特征及对通航影响距离的试验研究

河道中修建丁坝将改变丁坝附近的水流流态,形成复杂的三维水流,可能影响坝头附近的船舶通航安全.为研究丁坝断面的三维流速分布、坝头附近的流态特征以及丁坝存在对通航的影响范围等问题,在概化模型水槽中进行试验研究,利用多普勒测速仪对丁坝断面流速进行测量,分析丁坝断面三维流速分布资料,发现距离丁坝头部一定范围处,丁坝断面横向流速的变化率趋近于0,并以此范围作为丁坝对水流运动及通航的影响距离.通过对不同影响因素的分析,得到丁坝对通航影响距离与随弗汝德数、压缩比等参数的相关关系式.     

基于CFD的城市埋地天然气管道泄漏扩散数值分析

针对城市埋地天然气管道泄漏天然气扩散问题,基于计算流体动力学CFD方法建立城市埋地天然气管道泄漏扩散数值模型,对天然气的主要成分——甲烷在土壤中的扩散行为进行模拟与分析,根据甲烷的爆炸极限观察天然气泄漏扩散危险区域变化,并分析不同孔隙率土壤对天然气扩散的影响。研究结果表明:埋地天然气管道泄漏气体扩散至土壤过程中,气体浓度等值线出现不规则变化,高浓度区等值线近似为椭圆,浓度梯度随时间的增加而减小,爆炸下限位置在天然气泄漏初期迅速变化,10 s后以均匀速度向地表移动;土壤孔隙率对天然气对流扩散影响显著,孔隙率越大,管道泄漏口处高浓度区域越大,中浓度区域越小,低浓度区域越容易扩展到地表,浓度梯度变化趋势相似。     

斜坡地形CO2扩散规律相似试验研究

基于相似性原理,在不同坡度(0°、20°、30°、45°)及不同地面粗糙度(木质地面、土质地面)条件下进行了小尺寸的CO2泄漏试验,研究坡度和地面粗糙度对CO2泄漏扩散的影响,为全尺寸现场CO2泄漏试验提供参考。结果表明:坡度的存在对CO2扩散产生了较为明显的影响,坡度越大,斜坡上体积分数梯度越大,坡度小于20°时,对CO2扩散影响几乎无影响,坡度大于30°时,影响开始凸显;与无坡度的平面扩散相比,斜坡下方出现明显的CO2聚集区域,坡度越大,聚集现象越明显,体积分数分布越平均;地面粗糙度的增加使整体CO2体积分数有明显的上升,泄漏口附近(0.25 m)体积分数上升最为明显,整个泄漏场浓度分布更加平均,浓度梯度更小;此外,地面粗糙度的增加一定程度上抑制了泄漏过程的卷吸效应。     

化工罐区重质气体多源泄漏扩散实验研究

在模拟实验平台开展了罐区重质气体多源泄漏扩散的实验研究,考察多泄漏源同时泄漏时,泄漏源在罐区的位置、泄漏源间距对罐区重质气体漏扩散过程的影响。结果表明:泄漏源越靠近罐区边缘,重质气体扩散范围越大;泄漏源越靠近罐区中心区域,周围罐的阻碍作用较大,中心区域的重质气体浓度越高;泄漏源间的间距越小,泄漏源中间区域的重气浓度越大,泄漏源间的间距增大,气体扩散范围也增大,事故影响范围越大;泄漏压力、体积速率总和相同时,在一定的距离范围内,多源同时泄漏时空间各点的重质气体浓度与各泄漏源单独泄漏时空间各点重质气体浓度总和基本一致。     

非点源LNG泄漏扩散过程模拟及危险区域分析

为了研究LNG泄漏扩散过程及危害,建立了引入时间参数的高斯烟羽混合模型,利用MATLAB工具对LNG泄漏扩散过程进行动态模拟,解决了高斯烟羽模型不能模拟连续泄漏源泄漏初期浓度分布的问题。提出了非点源高斯烟羽混合模型,可预测液池、大孔等非点源的泄漏扩散过程,并利用Burro 9号LNG泄漏扩散试验进行模型验证。研究了风速、大气稳定度等对LNG泄漏扩散所形成的危险区域的影响,结果表明:风速对LNG泄漏扩散的影响显著,风速越大,扩散越快,扩散达稳定后所形成的危险区域面积越小;大气越稳定,扩散越慢,危险区域面积越大。     

中压天然气管道泄漏扩散模拟研究

建立了埋地中压天然气管道发生泄漏时时的数学模型,将土壤视为各向同性的多孔介质,采用FLUENT对天然气在土壤中的扩散规律及浓度分布进行模拟,分析不同时刻地表的危险区域范围,并对比了不同管道压力、泄漏孔径大小、泄漏位置等工况下危险半径随时间的变化。结果表明:管道压力越大,泄漏的体积流量越大,同一时间危险范围越大;相同的泄漏压力下,泄漏孔径对危险半径没有很大影响;不同泄漏孔位置,泄漏初期向上开口时危险半径最大,一段时间后向下开口危险半径最大。     

危险化学品泄漏危害区域的数值模拟方法研究

总结现有危险化学品泄漏扩散机理,在此基础上用Visual Ba-sic 6.0开发可视化的危险化学品泄漏扩散模拟软件.该软件能够根据事故情景用图形的方式给出事故不同程度的危害范围,并且可依据不同风向和扩散范围改变模拟图的方向和大小以达到自适应目的.同时对所编制软件进行数值验证和与ALOHA比较验证.     

热喷涂粉尘质量浓度分布规律数值模拟及实验研究

基于气固两相流理论,采用仿真软件Fluent对热喷涂粉尘的扩散过程进行了数值模拟,分析了热喷涂车间气流速度对粉尘质量浓度分布的影响规律,并通过实验测定了车间呼吸层风速与粉尘质量浓度沿程分布,通过与模拟结果作对比分析,验证了数值模型的可行性。结果表明:粉尘颗粒自尘源处沿径向周围扩散,高质量浓度区域集中在尘源附近;车间气流速度越大,高质量浓度粉尘区域越小,车间粉尘质量浓度越低;当车间出风口风速为12 m/s时,除尘源区域外,呼吸层粉尘质量浓度已明显低于标准限值;通过对比分析,实测数据与数值模拟结果基本吻合,表明采用数值模拟方法研究热喷涂粉尘扩散规律是一种行之有效的方法。     

海洋平台井喷含硫天然气扩散危险区域研究

针对海洋酸性气田开采过程中含硫天然气井喷失控扩散问题,采用CFD方法建立井喷含硫天然气扩散后果预测与评估模型。综合考虑天然气爆燃与硫化氢毒害风险因素,对不同场景条件下的含硫天然气扩散过程开展数值模拟,研究硫化氢浓度、风向、风速等因素对含硫天然气扩散行为的影响,预测和评估天然气扩散所形成的危险区域和硫化氢气体扩散所形成的毒害范围。研究表明:随着硫化氢浓度的增加,燃爆区域无明显变化,而毒害区域明显增加;船艉来风导致的事故后果最为严重,左、右舷来风有利于危险气体的扩散与消散;风速越大,燃爆区域和毒害区域范围越小,但是在船艏来风且风速较大的工况下,硫化氢气体竖直扩散距离降低且逐渐贴近生活区,容易造成作业人员中毒事故的发生。     

山谷地区埋地天然气管道泄漏三维数值模拟

针对山谷地区埋地天然气泄漏问题,建立三维泄漏模型,将管道模型建立于土壤下,给出山谷地区风随海拔高度变化边界条件,在此基础上对山谷地区高含硫天然气泄漏问题进行六组模拟。结果表明:六组工况下硫化氢的危险区域全部大于甲烷的危险区域,突显出天然气泄漏问题中硫化氢的危害性之大。风速对危险范围的影响很大,在山谷地形条件下危险范围大小与风速大小成反比,且风速越大,危险范围越小。三个泄漏口方向中漏口斜向上45°时空气中泄漏气体的总质量分数最大,扩散的范围最大,但部分范围内并未达到泄漏气体的危险浓度,危险范围比实际扩散范围要小,漏口斜向下45°时危险区域是最大的,漏口水平介于中间。     

危险化学品公路运输事故新特点及对策研究

统计分析了2008年1月～2010年5月我国发生的485起危险化学品公路运输事故。从事故发生的原因、事故涉及的化学品、事故造成的危害、事故发生的月份分布及年份变化等几个方面,分析了近年来危险化学品公路运输事故的新特点及变化规律。经统计分析,道路交通事故是引发危险化学品运输事故的主要原因之一;侧翻是危险化学品车辆最容易发生的道路交通事故;而随着我国高速公路的迅猛发展,追尾造成的危险化学品运输事故数量呈上升趋势;危险化学品公路运输过程中易燃液体事故起数最多,爆炸品和毒性物质事故造成的人员伤亡最严重;春节前后取代夏季,成为近两年危险化学品运输事故高发期。针对这些特点,对我国危险化学品公路运输安全管理与监控提出了建议。     

2006-2010年我国危险化学品事故统计分析研究

本文基于＂十一五＂期间我国危险化学品事故统计数据,从事故类别、事故发生区域、事故发生时间、企业经济类型、危险化学品类别、危险化学品事故发生环节等方面进行分析,结果表明,中毒与窒息事故和爆炸事故占危险化学品事故主要类型,易燃液体、易燃气体、爆炸品和腐蚀性物质是引发危险化学品事故的主要危险物质类型,生产环节是事故发生的主要环节,违反操作规程或劳动纪律与设备设施工具附件有缺陷是导致事故的重要原因。从落实企业安全生产主体责任、提升本质安全化水平、开展重大危险源普查、建立安全监管网络、加强危险化学品产业布局、提高事故应急救援能力等方面提出了预防和控制危险化学品事故的对策建议。     

关于危险化学品重大危险源分级的研究

在重大危险源死亡半径分级法的基础上,引入经济密度和人员密度,并给出不同情况下相应的计算方法。然后以＂最大危险原则＂和＂概率求和原则＂为财产损失和人员伤亡计算的原则,以《重大危险源分级标准（征求意见稿）》中的分级标准为标准,对危险化学品重大危险源进行分级,这样进行危险源分级时,可将周边环境中可能波及到的财产损失和人员伤亡考虑进去,使得危险化学品重大危险源分级考虑的因素更加全面,分级的结果和实际情况更加吻合。本文的研究结果对危险化学品重大危险源分级具有一定的参考价值。     

基于无线传感器网络的气体泄漏源快速定位方法研究

为及时发现大气环境中危险化学品泄漏事故,快速准确判断泄漏源位置,实现有效的监测监控,开发出集气体质量浓度信息采集、时间校准、无线收发等功能于一体的集成探测模块。在此基础上,建立基于无线传感器网络(WSN)的气体泄漏实时监测平台,提出实时监测数据和高斯扩散模型相结合的气体泄漏源快速定位方法。通过开展实际场地泄漏试验,实现气体泄漏源的快速定位,并分析试验系统的敏感度。结果表明:气体泄漏扩散受风力影响很大;合理布局探测器,能有效提高泄漏源定位精度,为危险气体泄漏事故的应急决策提供决策参考。     

危化品事故应急救援能力提升方法研究——基于天津港“8·12”瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故教训

为提升危化品事故应急救援能力,保障消防救援队员救援时安全,基于2015年天津港“8·12”瑞海公司危险品仓库特别重大火灾爆炸事故教训,从应急管理生命周期的角度构建危化品应急管理体系,研究危化品事故应急救援能力提升方法。结果表明:事故发生及特大伤亡与预防和应急准备工作不足有密切关系。构建基于应急管理生命周期的危化品企业、有关监管部门、技术服务机构、消防队联动应急管理体系是提升危化品应急救援能力的重要方法。危化品企业、有关监管部门、技术服务机构、消防队应做好危化品事故预防与应急准备工作,通过充足的预防和准备工作促使有效应急响应。事故发生后,危化品企业做好早期处置利于消防队采取针对性应急救援方案。对于复杂性危化品事故,及时成立抢险救援指挥部,科学应急响应,可保障消防救援的安全有效。     

City hazardous gas monitoring network

In our today's societies, many dangerous chemicals are produced and transported. Due to the vast use of chemicals, more chemical accidents are taking place with huge losses. In this study a city hazardous gas monitoring network was designed to detect the dispersion of toxic and combustible gases in the primary stages. The network could cover hazardous chemical facilities, important hazardous chemical routes, warehouses and special locations which may be the targets of terrorist attacks. The network is consisted of several local networks and a central control panel complex. Each local network has a local control panel in the center and many detectors and sounders around it at distances less than 3000 m that communicate with the local control panels wirelessly. In each location there are two types of gas detectors, toxic and combustible, and a sounder which are equipped with a wireless, radio frequency modem allowing the units to communicate readings and other information on a real-time basis with a remotely located local control panel. High sensitive Photo Ionization Detectors, PIDs, are used to provide fast and low-level on-site screening for chemicals contamination. Combustible gas detectors are the second choice to sense the combustible gas and verify the readings of PIDs in this regard. The central panel consists of several connected control panels work uniquely helping a computer set and the appropriate software and communicate with local control panels via telephone lines. All of the network components are shown on the monitor of central panel with special symbols by geographical information system program. The system is fully addressable so that the high level detection of a detector produces a blinking color double-circle around its symbol in GIS plan. In case of high level gas detection, a team of experts who are fully equipped with different portable detectors depart to the site to test the field to identify the chemicals. All readings of detectors are saved in a data bank and then analyzed to find any chemicals spills and leakages. The network was simulated by a special program so that the components of local networks and the central panel are shown in separate windows. By clicking on one detector on environmental window the formerly designed responses will be activated in central panel window.     

2016—2020年全国化工和危险化学品事故分析研究*

为分析“十三五”期间（2016—2020年）我国化工和危险化学品事故发生情况，统计“十三五”期间化工和危险化学品事故数量及死亡人数，从发生月份、发生区域、行业分布等方面分析事故特征，从事故类别、事故环节、关键作业等方面分析事故原因，总结2011—2020年我国化工和危险化学品事故发展趋势，按照全国4大经济区域研究2013—2020年事故特征。结果表明:“十三五”期间我国化工和危险化学品事故数量呈下降趋势，死亡人数出现波动，总体形势较为平稳。2011—2020年化工和危险化学品事故风险向中西部转移趋势明显，东北、西部地区事故死亡率普遍高于东部地区。研究结果可为相关行业从业者及监管部门提供决策参考。     

基于演化博弈的危化品安全监管情景推演研究

针对危化品安全生产监管问题,基于演化博弈理论构建危化品安全监管演化博弈模型,并将危化品事故发生率引入模型,对比分析危化品企业与地方政府监管部门行为策略的演化稳定均衡。在此基础上进行情景推演模拟仿真,研究表明:危化品事故发生率,对危化品企业和地方政府监管部门的策略选择有显著影响,当危化品事故发生概率低于某一临界值时,危化品企业和监管部门都会疏忽安全投入和监管;地方政府承受危化品事故经济损失和信誉损失增大时,危化品安全监管系统演化呈现出周期性波动;引入上级政府惩罚机制情景下,当上级政府惩罚力度高于危化品企业未投入安全生产受到的处罚和地方政府安全监管成本时,其最终都选择安全投入和严格监管策略。研究结论为政府监管危化品安全生产提供新的思路和对策建议。     

“数字化集中仓”模式下危化品仓储安全监管的演化博弈分析

针对利用数字化技术提高危化品仓储安全监管水平问题,考虑政府搭建“危化品集中式仓储中心+数字化网络监管平台”策略,基于演化博弈理论,构建危化品仓储安全监管演化博弈模型,分析建立数字化集中仓概率(本文简称“建仓概率”)对相关政府部门和危化品仓储企业行为演化规律的影响,探讨数字化集中仓模式下,危化品仓储企业合规仓储的驱动因素。研究结果表明：当建仓概率低于某临界值时,政府部门和危化品仓储企业会疏于监管违规仓储;随着建仓概率提高,政府部门和危化品仓储企业策略呈现周期性波动现象;当建仓概率很高时,虽然数字化集中仓一定程度上可提高政府监管便利性,但从长远看会使政府监管部门放松对危化品仓储安全的监管。研究结果可为政府推行数字化监管新模式和危化品仓储企业实施智能仓储管理提供一定决策支持。     

Real-time response system for the prediction of the atmospheric transport of hazardous materials

Human urge of exploiting earth resources has resulted into unprecedented industrial development in the last century resulting into production of large quantities of hazardous chemicals. Chemical, petrochemical, nuclear, biomedical and pharmaceutical industrial accidents release large quantities of hazardous chemicals into the atmosphere. The accidental discharge during production or storage or transportation have subjected the population to be exposed to exceptionally high concentration levels of hazardous chemicals, taking them by surprise, unprepared with fatal consequences. An emergency planning organization has to be trained to combat this situation in the shortest possible time to minimize the number of causalities. The present paper focuses on computation of dispersion model, using emission source, accident location and online metrological data near to the sources, to provide necessary and accurate results swiftly. The predicted ground level concentrations with the hazardous nature of the chemical, speed and direction of plume, the emergency team will be supplied with all the information in graphical easy to grasp form, superimposed over a GIS map or the latest satellite image of the area.

The emergency team has to be trained for all past scenarios and their preparedness, response and actions must be practiced regularly to be able to abate chemical releases accidentally or intentionally.

Accidental releases of chlorine and ammonia gases in residential and industrial areas are simulated. The predicted ground level concentrations in the effected areas are shown after different time intervals. For low vapor pressure chemical, the dispersion time is large and concentration levels are low but persist for prolonged time while for volatile chemical, the concentrations are high in short time and recovering to safe environment is quick.