输气管道高后果区蒸气云爆炸超压预测方法探究

为准确预测输气管道高后果区在发生蒸气云爆炸事故时的超压分布情况,对国内外运用较为广泛的蒸气云爆炸超压预测经验模型和数值模拟方法进行调研,并分别应用其对某输气管道全尺寸泄漏燃爆实验进行超压预测,结合实验数据和输气管道高后果区管理现状进行方法准确性和工程适用性分析。研究结果表明：基于等效TNT假设的Henrych模型、Mills模型和等效TNT当量数值模拟方法均不适合准确预测蒸气云爆炸超压,TNO多能法和混合气体数值模拟方法所预测的结果较为接近实验结果。TNO多能法使用简便且推广性强,但主观性较大,易高估或低估爆炸后果;混合气体数值模拟方法操作繁琐且推广性差,但分析结果精度较高。在对高后果区进行安全管控时,可结合TNO多能法与混合气体数值模拟方法同时对管道工况进行评估,确定TNO多能法的爆源强度等级,继而推广使用TNO多能法。该研究结果可在较大程度上保证评估的准确性并节约成本。     

固定顶LNG储罐蒸气云爆炸后果的随机抽样推测

考虑LNG储罐泄漏过程的压力变化,通过压力修正建立了固定顶LNG储罐VCE后果分析模型。在总结前人不确定分析研究成果的基础上,将泄漏孔上方初始液位高度与气云TNT当量系数作为不确定性分析参数。利用随机抽样推测法通过模型计算获得了VCE事故人员死亡半径,并通过数据统计分析获得人员死亡半径大小及其概率密度分布,对有效降低事故风险以及提高LNG管理水平具有价值。     

蒸气云爆炸模型在原油储罐火灾事故中的应用研究

本文分析了原油储罐的火灾爆炸事故特点,介绍了蒸气云爆炸模型中热辐射伤害模型以及TNT模型和TNO模型。选取蒸气云爆炸TNT模型以及热辐射伤害模型对10×104m3原油储罐泄漏事故形成的蒸气云爆炸进行后果定量分析,对事故产生的热辐射和冲击波对人员造成的伤害程度进行了对比分析,得出目标到爆炸源距离较近时热辐射对人员造成的伤害较大,目标到爆炸源距离较远时冲击波对人员造成的伤害较大。     

MATLAB在储罐区蒸气云爆炸分析中的运用

针对储罐区蒸气云爆炸事故,通过建立蒸气云爆炸模型和运用MATLAB程序分析事故后果,得出了死亡、重伤、轻伤的区域半径,进而对伤害区域进行了划分,并将结果以图形的形式呈现,有利于安全人员直观地判断和分析事故后果.同时,借助MATLAB程序使整个分析过程更加简洁高效,有利于制定相应的预防和应急措施.     

码头油品蒸气云爆炸事故危害评价

运用“蒸气云爆炸”模型,对某码头油品蒸气云爆炸事故危害程度进行分析评价,得出油品爆炸事故危害程度分布的规律,为码头安全运行提供参考。     

苯的蒸气云爆炸伤害分析

介绍了蒸气云爆炸事故机理以及4种方法研究蒸气云爆炸破坏力的影响范围,并根据TNT当量法和TNO建议,计算苯蒸气云燃烧爆炸冲击波的影响范围,即确定死亡半径、重伤半径、轻伤半径及财产损失半径,为企业和政府的应急救援提供帮助。     

改进的蒸气云爆炸模型在LNG储罐爆炸模拟中的应用

针对TNT当量法在LNG储罐蒸气云爆炸模拟中的应用进行了改进,考虑并分析了使用传统TNT模型时所忽略的LNG液池蒸发过程,通过建立LNG与地面的传热模型得出了LNG液池蒸发速率随时间变化的关系,液池的蒸发速率在最初随时间的增长较快,在增至最大值后与时间的平方根成反比逐渐减小。以3万m~3 LNG储罐连续泄漏20 min为例,根据蒸发速率与时间的关系算出了蒸气云团中的燃料量,再结合蒸气云爆炸模型利用Matlab软件进行了事故后果模拟计算,得出发生蒸气云爆炸时的死亡半径为36.629 5 m,重伤半径为83.557 6 m,轻伤半径124.725 m,财产损失半径为109.017 9 m。相较于无蒸发过程的传统模型,此计算结果更加具有参考意义。     

LNG储罐组泄漏爆炸事故后果模拟

文章以某城镇天然气气化站10个100m3液化天然气(LNG)储罐组为例,利用TNT当量法和超压准则模拟预测单个储罐泄漏后引发蒸气云爆炸(VCE)的事故后果,并采用国际劳工组织(ILO)提出的模型和瞬间火灾作用下的热通量准则模拟预测其余9个储罐连锁发生沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)的事故后果,定量计算爆炸事故的伤害半径范围,为火灾预防和消防抢险救援战斗提供现实的指导意义.     

障碍物排列方式对海洋平台蒸气云爆炸的影响

为了了解障碍物排列方式对海洋平台蒸气云爆炸的影响,基于CFD方法建立蒸气云爆炸计算模型,选用国外MERGE项目的系列爆炸实验进行模型验证,提出用于衡量障碍物排列不均匀度的量化参数,针对海洋平台典型结构形式,分析障碍物排列方式对爆炸强度的影响。研究结果表明:蒸气云爆炸后果对于结构排列方式比较敏感,结构障碍物间隔均匀排列的形式造成的爆炸冲击作用最大;在爆炸发展初期阶段,障碍物阻塞程度对超压产生和发展影响更加显著。最后,基于研究结果,给出在海洋平台油气泄漏危险区将管线沿甲板非均匀排列布置等防控建议,为海洋平台蒸气云爆炸安全防控提供理论指导。     

蒸气云爆炸荷载计算方法比选研究

通过比较计算爆炸荷载的4种常用方法：三硝基甲苯(Trinitrotoluene, TNT)当量法、贝克-斯特洛-唐(Baker-Strehlow-Tang, BST)法、荷兰应用科学研究组织(Netherlands Organization for Applied Scientific Research, TNO)多能法和计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,得出对于石油化工行业易发的蒸气云爆炸,推荐采用TNO多能法或CFD方法的结论。通过构建蒸气云爆炸场景,定量评估TNO多能法或CFD方法在单爆炸场景计算中的准确度和适用性。研究结果显示,在爆炸冲击波近场,CFD方法在计算中考虑了障碍物对爆炸冲击波的遮挡效应,其近场的计算结果更为可信,但是在爆炸冲击波远场通常会高估爆炸冲击波衰减速度。TNO多能法在爆炸冲击波远场的计算中更有优势,但在爆炸冲击波近场的计算结果受使用者主观影响较大。研究成果可为学者科学地选择计算方法,并准确评估爆炸荷载提供参考和依据。     

爆炸事故后果评价方法

分别运用道化学公司的火灾、爆炸指数法和重大事故后果分析法对液化石油气储罐进行安全评价,估算其爆炸的影响范围.将不同方法评价的结果进行比较,进而分析2种评价方法的特点及适用情况,为改善现行的评价方法奠定基础,也为安全评价工作提供依据.     

一维可燃气云燃烧与爆炸的数值模拟

碳氢燃料在空气中形成的可燃气云，点火后容易从燃烧发展为爆轰。本文分别用均匀能量释放模型与能量波模型模拟了可燃气云的能量释放；用高精度、高分辨率的ＴＶＤ格式对有限能量释放速率的一维可燃气云的流体力学守恒方程进行了数值求解，给出了流场压力分布曲线，讨论了两种能量释放模型中影响能量释放速率的主要因素。     

有毒有害蒸气云扩散的危害估算

因事故排放形成的有毒有害蒸气云,有可能造成爆炸、火灾、中毒等危害后果,但危害后果的大小(危害程度),则与事故造成危害的时刻(延迟时间)有关。笔者在以往研究成果基础上,考虑该因素,并通过引入正态分布假设,时、空变换及误差分析,给出了估算危害程度(特别是延迟爆炸危害)的有效而简便方法,补充了以往危害估算方法(不考虑延迟时间)的不足,提高了危害后果估算精度,可广泛应用于生产安全评价、环境风险评价、风险工程设计、事故应急预案、事故应急救援等工作领域,对于保障环境安全具有显著的科学价值与现实意义。     

不规则可燃气云爆炸威力预测方法研究

采用计算流体动力学（CFD ）方法,以实际球罐区甲烷泄漏扩散形成的不规则可燃气云为研究工况,探讨了不规则气云爆炸威力的模拟方法,并对比了实际形状可燃气云、最大直径球可燃气云、重心高度球可燃气云、等体积球可燃气云以及采用 TNT 当量法计算得到的气云爆炸超压值。结果表明,TNT 当量法计算结果过于保守。等体积球、重心高度球、最大直径球与实际形状气云爆炸超压偏差分别为-13．9％、-17．2％、52．3％。采用等体积球法估算不规则可燃气云爆炸威力较为便捷,且精度较高。     

密闭空间内可燃液体蒸气爆炸强度研究

采用20 L球燃爆实验装置,研究分析了油气浓度、点燃延迟时间的变化对油气环境的爆炸影响因素及变化规律。研究表明,随着油气浓度的增加,油气最大爆炸压力呈现先上升后下降的趋势,点燃延时影响油气-空气混合物爆炸强度,超过一定时间后爆炸猛烈程度降低。     

水蒸气抑制甲烷燃烧和爆炸实验研究与数值计算

在爆炸激波管中对水蒸气抑制甲烷燃烧和爆炸进行较系统的实验研究,并对其抑燃、抑爆化学动力学作用机理进行数值计算分析。结果表明:加入一定量的水蒸气后,可以有效降低CH4-O2混合气体的燃烧速度和爆炸强度;当水蒸气量达到某临界值时,CH4-O2混合气体将不能被点燃。化学动力学数值计算结果表明:在混合气体中加入水蒸气后,增大了甲烷的点火延迟时间,降低了燃烧温度和H,O和OH等高活性自由基的浓度。水蒸气能有效抑制甲烷燃烧和爆炸,其作用效果源于其物理抑制和化学阻化的综合效应。