外浮顶储罐泡沫灭火设施的选型

分析了外浮顶储罐火灾危险性及火灾类型,对目前泡沫灭火设施在外浮顶储罐中的应用及存在的问题进行阐述,建议外浮顶储罐的泡沫灭火设施采用边缘泡沫消防系统.     

液氮泡沫灭火系统研发

针对石化企业大型火灾,研发了一种液氮泡沫灭火技术。该技术利用液氮在常压下1∶700的气化比特性,液氮与泡沫混合液在专用混合装置内经改变两相流体流场,形成耦合流体,实现快速产生超大量微气泡的目的,以此为技术基础,研制了可替代压缩空气泡沫灭火系统(CAFS)的液氮泡沫灭火系统(LNFS)。通过不同尺度的灭火测试,验证了液氮泡沫系统产生的泡沫均匀细腻、抗复燃能力强、氮气与泡沫双重灭火、灭火效率高的优点,解决了现有吸气式泡沫系统用水量大、灭火效能低等问题。     

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。     

大型甲醇储罐火灾风险与消防技术探讨

分析了大型甲醇储罐区的燃爆危险性及火灾特点,相对中小型甲醇储罐火灾,大型甲醇储罐火灾具有热辐射强、火焰温度高、浓烟少等特点,这类储罐火灾灭火难度大,主要体现在泡沫液灭火能力低、泡沫液流动距离小、覆盖范围有限、易复燃等。目前大型甲醇储罐消防系统的设计升级缺少足够的大尺度甲醇储罐灭火试验数据及以往甲醇储罐火灾事故信息支撑。联合开展大型甲醇储罐的消防试验研究是确保消防系统有效性和可靠性的必要措施。     

采用大流量泡沫炮扑救大型储罐全面积火灾的探讨

简要分析了大型储罐全面积火灾着火面积大、热辐射强、易复燃、破坏力强等特点,指出了这类火灾的主要扑救难点是远距离作战、消防物资消耗大、战术要求高等。从泡沫液最低流量、泡沫液喷射方式和泡沫液选型3方面提出了用于扑救大型储罐全面积火灾的大流量泡沫炮的要求,指出泡沫炮的最小流量应不低于20000L/min,利用蛋白泡沫液采用集中喷射方式进行灭火。     

储罐液下泡沫喷射系统的应用研究

建立了压缩空气泡沫灭火试验装置和试验储罐,对储罐液下泡沫喷射灭火技术进行了试验研究,研究结果显示:发泡倍数和泡沫液流量对灭火效果影响明显,而储罐泡沫的注入位置对灭火效果影响较小;液下喷射的发泡倍数宜控制在5~7之间,发泡倍数超过8后,泡沫层含油量超过40%,无法控火;泡沫混合液供给强度宜取5.0 L/(min·m~2),供给强度加倍后,无法控火;在适宜的试验条件下,控火时间在40~45 s。     

拱顶罐内油品蒸发损耗的数值模拟和实验研究

集成油气收集回收系统的拱顶罐作为汽油等高挥发性油品的储存设施日益受到重视,但对拱顶罐气体空间传热传质机理尚不清楚,需做进一步研究。建立了拱顶罐的非稳态传热传质理论模型,自编Matlab程序并通过自行搭建实验平台验证其可行性,以江苏省常州地区某液位为2 875 mm的1 000 m~3拱顶汽油罐为研究对象,对该拱顶罐在春分日6∶00～18∶00时间段储罐内油品的蒸发损耗过程进行了数值模拟,分析了储罐内温度、传热系数、液相蒸发量的变化规律,并估算了储罐的小呼吸损耗量。结果表明:储罐内气相、罐顶、气体空间罐壁和液体空间罐壁温度的变化趋势与大气环境温度的变化趋势一致,最大值均出现于14∶00,罐内气相温度居于储罐边界(罐顶和气体空间罐壁)温度与大气环境温度之间;储罐内液相与罐壁间的自然对流换热系数较大且变化幅度也很大,变化范围为31.05～73.05 W/(m~2·K);储罐内气相与罐壁和罐顶间的自然对流换热系数较小且变化幅度也很小,变化范围分别为1.64～2.10 W/(m~2·K)和1.40～1.61 W/(m~2·K);液体空间罐壁的总传热系数最大,气体空间罐壁次之,罐顶最小,三者的变化范围依次为8.57～10.18 W/(m~2·K)、1.45～1.80 W/(m~2·K)、1.16～1.31 W/(m~2·K);在储罐内油气浓度为0的初始条件下,自6∶00至18∶00,罐内液相蒸发量为421.13 kg,气体体积膨胀量为214.06 m~3。研究结果对于拱顶罐油品蒸发损耗的评估及其油气收集回收系统的设计、管理具有重要参考价值。     

油田站场VOCs排放量核算及减排措施建议

GB39728—2020《陆上石油天然气开采工业大气污染物排放标准》对油田站场挥发性有机物(VOCs)提出了管控要求,但国家目前尚未颁布油田VOCs排放量核算方法,VOCs排放基数有待探明。选取新疆某油田联合站场作为研究对象,明确联合站的VOCs排放源,基于公式法(TANKS模型)核算联合站有机液体储存源项的VOCs排放量,并分析储存物料的雷德蒸气压和储罐罐型对VOCs排放量的影响,发现雷德蒸气压越大、周转量越大,VOCs的排放量越大。在相同储存条件下,浮顶罐储存较固定顶罐的VOCs无组织排放量更小。基于物料衡算法和系数法,对废水集输和处理系统的VOCs排放量进行核算。基于研究结果和国家对陆上石油天然气行业VOCs排放的管控要求,提出VOCs减排建议。     

泡沫去除含水层硝基苯微观过程及其稳定化机理

为了研究泡沫在地层多孔介质中的微观渗流行为、去除污染物的过程和机理,以及纳米SiO₂颗粒对泡沫稳定性能的影响,制作了真实砂岩微观模型并利用硬脂酸钠对纳米SiO₂颗粒进行了改性以稳定泡沫.结果表明,泡沫在多孔介质中的生成、破灭和运移是同时发生的,其生成方式与注入气流速度有关,破灭与气体扩散有关,运移则是以大部分被孔道所捕集而少部分以气泡链的形式进行;泡沫去除污染物硝基苯的方式包括乳化增溶、剥离携带和封堵作用,其中封堵作用是主要方式;疏水改性的纳米SiO₂颗粒对泡沫的稳定性有极大的提升,添加的纳米颗粒浓度越大,稳定性越强;纳米SiO₂颗粒稳定的泡沫在模拟中迁移时仍具有较强的稳定性,随着泡沫注入体积的增大,注入压力及阻力因子增大,封堵效应增强.     

泡沫混凝土高温烘烤后的抗压性能研究

建筑外墙保温隔热材料应具有质轻、保温、隔热且阻燃性能好等特点。制备密度在200～800 kg/m~3范围内的多组泡沫混凝土试件,放置在不同温度下进行高温烘烤,对其单轴抗压性能和结构变化进行研究。试验结果表明:在高温的条件下,泡沫混凝土的结构性能易发生变化。随温度升高,泡沫混凝土中的水丢失,导致试件孔结构发生变化,试样出现不同程度裂纹,使其抗压强度发生变化。泡沫混凝土的抗压性能与密度相关,当温度达到400℃时,密度越低的试件抗压性能降低得越多。随着温度持续升高,不同密度试件抗压性能均明显下降。     

强降雨条件下非均匀介质污染物运移数值模拟

为研究强降雨条件下污染物在非均匀介质中的运移特征及对地下水环境的影响,基于随机理论,利用MATLAB工具,考虑不同降雨强度下降雨入渗速率、表现含水层非均质介质特性的渗透系数及纵向弥散度3个主要因素对溶质运移的影响,调用MODFLOW和MT3DMS程序求解和分析地下水流和溶质运移问题。结果表明强降雨通过影响地下水流动场的相关参数,增强了污染物迁移的速度及污染程度:饱和渗透系数变异系数一定时(CoV=100%),360 mm/d、280 mm/d及240 mm/d雨强条件下污染物运移至3#观测点需要大约60 d、72 d和84 d,且运移时间120 d时浓度分别达到0.488 mg/L、0.187 mg/L及0.088 mg/L;雨强一定时(P=360 mm/d),运移初期KS变异系数越大,污染程度越大,而随着时间的延长至108 d,CoV=50%条件下浓度值超越变异系数为100%、150%、200%时的浓度,120 d超越250%;最后,相对低雨强条件下,观测点污染浓度与K_S变异系数成正比,随着雨强的增大则成反比。以上研究结果可为强降雨条件下大尺度地下水环境污染预报、评估与治理提供理论依据。     

Cd2+与环丙沙星共存时在石英砂中的吸附特征及作用机理

为探讨重金属与兽药抗生素共存时在土壤及地下水砂层中的吸附行为及机理,以重金属镉（Cd）和环丙沙星（Ciprfloxacin,CIP）为研究对象,石英砂为介质,通过批平衡实验法,研究不同Cd²⁺浓度、pH及离子强度等因素下Cd²⁺与环丙沙星共存时在石英砂上的吸附行为及其交互影响.结果表明：①环丙沙星在石英砂上的吸附可分为两个阶段,6 h内为快速吸附,6~24 h为慢速吸附,24 h后达到吸附平衡;Cd²⁺在石英砂上的吸附表现为瞬时吸附,且吸附行为不受环丙沙星浓度的影响;环丙沙星在石英砂上的吸附动力学过程用伪二级动力学模型拟合效果最优,其次是伪一级动力学方程,颗粒内扩散方程拟合效果最差.②不同Cd²⁺浓度对环丙沙星吸附的影响不同,当Cd²⁺浓度较低（5、20 mg·L^-1）时,Cd²⁺的存在对吸附起促进作用;当Cd²⁺浓度为100 mg·L^-1时,Cd²⁺的存在对吸附起抑制作用;pH越高,离子强度越大,石英砂对环丙沙星的吸附量越低,而石英砂对Cd²⁺的吸附则表现为pH越高,吸附量越大,离子强度越高,吸附量越小;不同Cd²⁺浓度、pH及离子强度对CIP吸附的影响程度与CIP浓度有关,CIP浓度越低,影响越显著;除了pH为7的条件外,CIP对Cd²⁺在石英砂上的吸附基本没有影响.③Freundlich方程能较好地拟合不同条件下CIP在石英砂中的吸附曲线,R²均大于0.949,且大部分n值在0.326~0.651之间,说明石英砂对CIP的吸附是非线性的.④Cd可与CIP中的羧基（—COOH）和羰基（C=O）发生络合作用形成络合物而被石英砂所吸附.