比较FDS和FLUENT在池火灾模拟中的应用

热辐射是池火灾燃烧的主要危害之一,可能导致人员伤亡或设备设施损坏。油罐火灾是典型的池火灾。本文通过对无风情况下油罐火灾火焰形状进行理论模型分析,建立了各自的物理模型和几何模型。应用计算流体动力学软件Fluent和火灾动力学模拟软件FDS,对无风情况下池火灾对周围大气环境的热辐射强度进行模拟,得到了火焰周围入射热流密度分布图,运用软件Statistica拟合得出热辐射强度与距离火焰中心的水平距离的对应关系,分别计算出轻伤半径区域下的最小安全距离。数值模型模拟结果与池火灾经验模型进行比较,发现FDS辐射强度结果与经验模型结果吻合较好。分析了利用这两种模型模拟油罐火灾各自的优点和缺点,最后提出了运用FDS软件模型模拟油罐火灾时的优势。     

油罐扬沸火灾热辐射危害研究

针对油罐扬沸火灾热辐射强度难以计算的问题,采用分阶段法计算油罐扬沸火灾热辐射强度.采用圆柱火焰模型计算油罐扬沸火灾中准稳态燃烧阶段的热辐射强度,结果与试验值一致.建立油罐扬沸阶段的油品沸溢半径计算模型,并结合点源模型计算扬沸阶段的热辐射强度,计算结果与试验结果吻合较好.计算油罐扬沸火灾油品沸溢半径和热辐射强度,特别是扬沸阶段的热辐射强度,可为降低油罐扬沸火灾的热辐射危害提供理论依据.     

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。     

大型原油储罐泄漏隔堤池火灾后果研究

为了研究储罐大孔泄漏后可能产生的隔堤局部面状液池火灾,以10万立方大型原油储罐为例,采用计算流体力学软件FLUENT和火灾模拟软件FDS计算储罐在真实泄漏场景下的液池区域,模拟发生隔堤池火的分布特征及对临罐热辐射影响。研究结果表明:储罐原油泄漏后将在隔堤内形成相对稳定面积的液池,在储罐不同方位处泄漏形成的液池面积与储罐壁距雨水收集槽长度相关;储罐正下方的隔堤池火对储罐造成的热辐射极大;风对临罐受到的池火热辐射强度影响明显,指向罐组中心方向的来风对临罐热辐射强度影响较大。     

LNG加注趸船安全距离确定方法研究

为确定液化天然气(LNG)加注趸船与周边建(构)筑物的安全距离,对趸船LNG储罐和加液臂泄漏后果进行数值模拟计算。利用FLACS软件,计算不同泄漏场景LNG气云扩散距离;采用自主开发的LNG火灾计算软件LNGFHR+计算趸船储罐泄漏和加液臂泄漏池火热辐射强度的影响距离。结果表明:LNG泄漏量、气象条件、风向等均会对LNG气云的扩散距离产生影响;储罐泄漏池火热辐射影响距离大于加液臂的影响距离。根据计算结果,确定LNG加注趸船与重要公共建筑物的安全距离为120~150 m,与民用建筑物的安全距离为85~110 m,与生产厂房、库房和甲、乙、丙类液体储罐的安全距离为90~110 m。     

利用水油隔离法扑救油罐泄漏火灾

本文分析了储油罐和汽车槽罐车油罐的泄漏部位和相应的危险性,提出了利用水油隔离法扑救油罐底部泄漏火灾的方法、适用对象和注意事项.     

大型原油商业储备油库火灾危险性数值模拟分析

石油储备油库多向大型化、复杂化方向发展,发生事故时扑救非常困难。为了深入探讨巨型油罐火灾发展趋势与规律、事故危害后果,结合宁夏惠安堡原油商业储备油库这一工程实例,采用基于大涡模拟的FDS模型作为模拟计算平台,对巨型油罐火灾的燃烧过程进行数值模拟计算。通过分析计算,得到烟气分布、温度分布、热辐射强度分布等火灾过程参数的变化趋势,以及在有风和无风状态下着火罐对相邻油罐的影响,探讨现行建设工程消防技术标准就储罐防火间距、火灾时对邻近罐体冷却设计要求运用于巨型储油罐时的消防安全状况,为巨型储油罐消防安全科学合理设计提供理论依据。     

基于点源模型的拱顶罐池火灾热辐射通量分析

针对目前油品储罐区火灾爆炸事故处置缺少必要理论指导的现状,运用点源模型对常见公称尺寸的拱顶汽油、煤油和柴油储罐全面积池火的热辐射通量进行分析,探讨了油罐直径对点源模型计算结果的影响、水平热辐射通量与总热辐射通量的关系以及相同距离处被辐射目标物接受的热辐射通量随其高度位置的变化.提出了采用罐壁点源方法估算拱顶罐池火灾热辐射通量的建议,推荐采用汽油池火的热辐射通量进行油罐火灾热辐射危险性分析及消防安全设计方面的探讨.     

LPG罐区火灾爆炸事故危险性分析

针对重大危险源LPC罐区的火灾爆炸事故频发,首先采用数学泄漏模型分析油罐泄漏,然后应用池火、火球、喷射火火灾和UVCE及BLEVE爆炸事故的数学伤害模型分别分析几种重要的火灾和爆炸事故后果,并针对定量的事故后果分析对安全距离作出预测.     

油罐池火灾热辐射临界距离研究

为了研究油罐火灾热辐射对普通人和消防员的临界伤害距离及相邻油罐的临界失效距离,基于双区域池火模型运用PHAST软件模拟油罐发生池火灾事故,分析热辐射距离随风速、油罐容积和大气稳定度3种因素的变化趋势,讨论3种影响因素对临界距离的影响.结果表明,风速和油罐容积均会显著影响3种临界距离,而大气稳定度对3种临界距离的影响可以忽略.《建筑设计防火规范》中规定的防火间距能满足相邻油罐火灾安全要求,但容积大于等于2 000 m3着火油罐灾难性破裂所需时间均小于《石油库设计规范》中联防消防车的响应时间,导致发生防火堤内火灾的可能性增加,因此建议修改《石油库设计规范》中联防消防车的响应时间.     

基于火灾场景的大型浮顶储罐区全过程风险防范体系研究

针对大型浮顶罐区火灾事故风险特征,通过对火灾场景辨识及其火灾风险影响因素分析,结合预防初期火灾场景风险要素和消防系统有效性,提出了罐区火灾事故现实风险的评估框架及确定方法。在此基础上,构建了基于火灾场景的全过程风险防范体系,包括库区评估规划、罐体本质安全化设计、库区火灾预防、罐区火灾扑救、园区火灾事故管理等5个方面,并给出相应的对策措施。大型浮顶罐区全过程火灾风险防范是一个持续改进的结构化过程风险管理体系,有助于实现罐区火灾风险的过程安全管理,进而提高仓储型园区的整体消防安全保障能力和风险防控水平。     

化工储罐区池火灾多米诺效应风险评估

化工储罐区储罐数量较多且集中,一旦发生事故很可能诱发多米诺效应造成灾难性的后果。在分析池火灾多米诺效应作用模式的基础上,建立了池火灾多米诺效应风险评估模型,并对某化工储罐区进行了实例计算,分析了单一储罐池火灾事故引发其他储罐池火灾的风险。分析结果表明,池火灾是诱发化工储罐多米诺事故的重要因素,且会造成风险的显著增加,但并非所有的池火灾事故都会诱发多米诺效应。此外,将多米诺效应评价方法应用于化工储罐池火灾事故风险评估中可有效地预测次生事故的发生概率和后果,从而提出针对性措施。     

Improved models of failure time for atmospheric tanks under the coupling effect of multiple pool fires

Fire accidents of chemical installations may cause domino effects in atmospheric tank farms, where a large amount of hazardous substances are stored or processed. Pool fire is a major form of fire accidents, and the thermal radiation from pool fire is the primary hazard of domino accidents. The coupling of multiple pool fires is a realistic and important accident phenomenon that enhances the propagation of domino accidents. However, previous research has mostly focused on the escalation of domino accidents induced by a single pool fire. To overcome the drawback, in this study, the failure of a storage tank under the coupling effect of multiple pool fires was studied in view of spatial and temporal synergistic process. The historical accident statistics indicated that the accident scenario of two-pool fires accounted for 30.6% in pool fires. The domino accident scenario involving three tanks is analyzed, and the typical layout of tanks is isosceles right triangle based on Chinese standard “GB50341-2014”. The thermal response and damage of a target tank heated by pool fires were numerically investigated. The volume of 500 m³, 3000 m³, 5000 m³ and 10000 m³ were selected. Flame temperature was obtained by FDS, and then was input onto the finite element model. The temperature field and stress field of target tanks were simulated by ABAQUS. The results showed that the temperature rise rate of the target tanks under multiple pool fires was higher than that under a single pool fire. The failure time of the tank under the coupling effect of multiple fires was lower than that under the superposition of multiple fires without the first stage. The stress and yield strength were compared to judge the failure of the target tank. The model of failure time for the tank under the coupling effect of pool fires was established. Through the verification, the deviation of this model is 4.02%, which is better than the deviation of 15.76% with Cozzani's model.     

石油库储罐区池火灾事故后果模拟探讨

石油库储罐区火灾、爆炸事故危害巨大.通过对某石油库储罐区池火灾事故后果进行预测评价,对石油库储罐区池火灾事故后果模拟方法进行了讨论和对比,为石油库安全管理、安全评价和应急救援预案编制提供有益的探索.     

Coupling effects of the explosion shock wave and heat radiation on the dynamic response of a fixed-roof tank

The occurrence of leakage in large tank farms or oil deposits can lead to fire or explosion accidents. Coupling effects of fire and explosion loadings can cause considerably more damage to adjacent tanks or buildings than either loading individually does. In this study, the combined loadings of the explosion shock wave and heat radiation from a pool fire on a neighboring empty fixed-roof tank were numerically investigated. The effects of the explosion shock wave intensity and relative height of the explosion center [the ratio of the height of the explosion center to the height of the tank (h_r)] were analyzed. The results indicate that tanks damaged by explosion shock waves have decreased fire resistance and critical buckling temperature. Moreover, the thermal buckling deformation of the predamaged tank largely depends on the explosion shock wave. With an increase in the explosion shock wave intensity or a decrease in h_r, the explosion shock wave has greater influence on the fire resistance of the tank, and the critical buckling temperature decreases. This paper can provide an understanding of the dynamics of a tank under explosion shock wave loading, and of the critical failure criterion and failure modes of a target tank under the coupled loading of the explosion shock wave and an adjacent pool fire.     

基于模糊保护层的池火灾事故风险分析

为计算引发池火灾事故的风险值,提高事故风险的量化水平,判断现有风险控制措施是否满足风险容忍度的要求,为制定减缓风险措施提供依据,给出了新的池火灾风险评估模型。基于传统的保护层分析模型(LOPA),结合模糊集合理论,引入模糊风险矩阵进行风险评估,构建适用于引发池火灾事故的模糊保护层(fL OPA)风险分析模型。该模型的特点是将模糊逻辑和保护层分析结合,减少了传统保护层分析方法计算过程中的不确定性因素,引入严重度减少指数(SRI)概念,使严重度计算、风险评估更加准确。运用该模型对原油储罐泄漏池火灾事故风险进行分析,给出风险决策方案,判断现有保护措施是否能控制风险在可容忍范围内,实例验证了模型的可行性。     

大型油气(危化品)储罐区安全监控预警系统设计

大型石油、天然气、成品油,易燃易爆,储罐群区危险物质存量大,极易引起灾难性的事故发生。如何在经济高速发展过程中保证安全,是安全生产急需解决的技术难题。本文系统设计面向大型油气(危化品)储罐区安全管理工作的实际需要,兼顾罐区安全管理、实时监控预警及应急救援等多方面的工作,设计一套技术先进、运行成熟、操作简单、扩展性好、容易维护和使用方便的油品储罐区安全监控预警系统,实现大型油气储罐区安全管控一体化,确保大型油气储罐的生产安全和社会安全发展。     

基于Fluent的埋地原油管道泄漏事故后果分析

埋地输油管道一旦发生泄漏,一方面会造成土壤污染,另一方面当原油泄漏量过多时会上渗到地面形成油池,进而引发池火灾,对人员、环境、设备均会造成危害。为了研究埋地输油管道泄漏事故的后果,为事故救援及处理提供参考,提出了一种针对此类事故的土壤污染、池火灾后果定量分析方法。方法以Fluent软件为工具模拟原油被点燃前的泄漏扩散情况,分析原油在土壤及地面上的扩散规律及范围,并结合危害模型得到池火灾造成的热辐射危害范围。利用该方法对不同管道压力和泄漏孔径的6种工况下的事故进行了分析,结果表明,原油管道泄漏时的压力及泄漏孔径对原油扩散速度影响较大,进而影响避免事故的难易程度。