石化管道丁烷气体泄漏扩散数值模拟

为研究石化管廊管道气体的泄漏扩散规律,以某化工园区石化管廊丁烷输气管道作为研究对象,采用CFD软件的Realizable k-ε模型对不同环境风速和泄漏初始速度下石化管道丁烷气体泄漏的扩散规律进行了数值模拟研究。结果表明:无风状态下,丁烷泄漏气体以射流形式从泄漏口喷出,爆炸极限区域集中于泄漏口上方;随着环境风速的增大,丁烷气体高浓度区域面积缩小,处于爆炸极限范围区域的面积扩大,危险区域面积扩大,丁烷气云整体呈上浮趋势;丁烷气体泄漏初始速度越大,丁烷泄漏气体自由扩散的作用越强,处于爆炸极限范围区域的面积越大,丁烷气云沉降趋势明显、纵深增加。     

汽车油罐车爆炸燃烧特性的数值模拟分析

汽车油罐车爆炸燃烧是一种发生在受限空间内的燃烧情形,研究汽车油罐车爆炸燃烧过程中湍流速度场和温度场的分布和发展对爆炸冲击波形成与传播的作用规律,对于加强汽车油罐车安全设计和防灾减灾具有积极作用。为探究汽车油罐车在爆炸燃烧时油罐内部的火焰变化情况,建立了汽车油罐车爆炸燃烧模型,通过数值模拟分析得到油罐爆炸燃烧时的温度场和燃气速度场分布情况,以此研究油罐内部爆炸燃烧的发展过程。模拟结果与已有文献试验数据存在较好的吻合性,对汽车油罐车油气爆炸燃烧特性规律的进一步研究及汽车用油罐防爆抑爆设计优化具有参考意义。     

氢气泄漏后燃爆风险研究现状综述

综述了高压氢气泄漏后相关燃爆事故及行为研究现状,总结了泄漏自燃、喷射火、气云爆炸等典型燃爆行为的研究现状、方法及结论,探明了典型氢泄漏后燃爆事故的关键控制参数,提出了现有高压氢气泄漏后燃爆风险实验及数值模拟研究存在的不足,并结合实际氢能场景,从实验尺度、初始条件、边界条件等方面对未来的研究方向进行了展望。     

夏冬季场景下环氧乙烷储罐泄漏事故后果模拟

环氧乙烷储罐泄漏扩散后可能会发生中毒、池火灾和蒸汽云爆炸等事故。夏季和冬季的环境因素(温度、风速、风向、湿度)不同,环氧乙烷储罐泄漏扩散后所造成的中毒、池火灾和蒸气云爆炸事故的后果也会随季节发生变化,迫切需要对夏、冬季环氧乙烷储罐泄漏事故后果进行研究。利用ALOHA软件对夏季和冬季环氧乙烷储罐泄漏扩散后可能造成的中毒、池火灾和蒸气云爆炸事故后果进行数值模拟,分别得出夏、冬季场景下环氧乙烷储罐不同孔径泄漏后造成的中毒事故毒性危害范围、池火灾事故热辐射危害范围以及蒸气云爆炸事故产生的冲击波超压危害范围,并对各种事故的危害范围进行了对比分析。结果表明：夏季环氧乙烷储罐泄漏所造成的中毒事故毒性危害范围以及蒸气云爆炸事故产生的冲击波超压危害范围均大于冬季环氧乙烷储罐泄漏,但冬季环氧乙烷储罐泄漏所造成的池火灾事故热辐射危害范围大于夏季环氧乙烷储罐泄漏。该研究结果可为夏、冬季环氧乙烷生产储存的安全管理工作提供依据,对环氧乙烷储罐泄漏事故的预防与控制具有现实意义。     

基于ALOHA的城市燃气管道泄漏火灾爆炸影响区域的数值模拟

针对城市燃气管道泄漏事故,分析了燃气管道泄漏后可能会导致喷射火、气云燃烧和气云爆炸等事故后果类型,利用ALOHA模拟软件中的喷射火模型、闪火模型和气云爆炸模型对上述三种事故后果类型分别进行数值模拟,得到每种事故可能的影响区域,并根据事故后果的严重程度,将危险区域划分为不同的等级。最后以北京市某次高压燃气管道发生泄漏导致火灾爆炸事故为例,利用上述方法模拟可能导致的不同事故后果,得到事故的不同分区,并将图表中的模拟结果定位在地图中,实现了事故影响区域的直观表现,有助于为事故后的应急救援和人员紧急疏散提供地理位置信息。     

液化天然气装卸泄漏扩散模拟研究

针对目前国内LNG槽车装卸采用万向旋转接卸臂+法兰盘接头进行LNG装卸作业,可能出现泄漏的位置为法兰盘接头和万向旋转接头情况,利用有限元仿真软件对LNG装卸时万向旋转接头密封完全失效进行模拟,计算得到泄漏量为1.507 t/h;并针对某接收站采用PHAST软件模拟计算法兰接头全脱、局部破裂及万向旋转接头密封意外失效工况下,LNG泄漏扩散情况,分析得到泄漏孔径、泄漏时间、天气条件对于形成可燃气云尺寸及扩散范围的影响情况,法兰接头完全脱开时泄漏形成气云的最大距离和最大面积为万向旋转接头密封失效泄漏时的12倍和1 000倍。LNG槽车装卸采用法兰盘接头,LNG泄漏可燃气云覆盖面积大,存在巨大爆炸风险,应开展LNG低温干式接头研究,避免LNG装卸接头泄漏爆炸事故发生。     

液氨泄露蒸气云爆炸的风险分析

采用蒙特卡罗模拟法对液氨泄漏蒸气云爆炸过程中泄漏源参数的不确定性进行分析,并用Matlab数值计算软件绘出距爆炸中心一定范围内发生各级人员伤害风险的概率曲线图,通过该图可以直观地看出液氨泄漏蒸气云爆炸事故后果的影响范围以及冲击波在一定范围内对人体伤害不同等级发生的概率,这对于定量评估液氨蒸气云爆炸事故风险具有重要意义。     

化工装置受限空间营救预案的制订

石油化工生产装置检修与其它行业的检修相比,具有复杂、危险性大的特点。据统计,某石化集团公司发生的重大事故中,装置检修过程中发生的占了42.6%。而受限空间事故是应急救援中的最大难点,它客观存在的密闭、狭小、高空、毒害、燃烧、爆炸等危险性,致使目前行业内对化工受限空间救援展开极为困难。为在有限的条件     

LNG蒸气云爆炸试验研究

LNG蒸气云爆炸事故后果严重,开展LNG蒸气云爆炸试验研究十分重要。通过对甲烷(LNG蒸气的主要成分)气云爆炸进行1∶100的缩尺试验研究,并与相同缩尺比例的甲烷爆炸数值模拟计算结果进行对比,验证了模拟结果和试验结果压力峰值的平均误差在30%左右,最大压力出现位置基本一致。可以认为模拟结果和试验结果有较好的一致性。因此在LNG储罐蒸气云爆炸研究过程中,可以考虑使用1∶1典型场景数值模拟对爆炸超压的发展情况进行分析。     

重气多源泄漏扩散试验研究

化工罐区在发生多源泄漏事故后容易引发连锁事故,造成事故的扩大化。为了掌握重气多源泄漏扩散与重气单源泄漏扩散的关系,开展了重气多源泄漏扩散试验,对卧式罐区的重气多源泄漏扩散规律进行了研究。结果表明:重气多源泄漏扩散时的空间浓度分布与总泄漏流量相等的重气单源泄漏扩散时的空间浓度分布规律一致;多源泄漏扩散条件下泄漏源周边区域的重气体积分数比单源泄漏扩散下该区域的重气体积分数仅高5%,而泄漏源相邻区域的重气多源泄漏扩散比重气单源泄漏扩散的重气体积分数高约15%;重气多源泄漏扩散时空间各点的重气浓度与各泄漏源单独泄漏扩散时对应位置的重气体积分数的加和基本一致,重气体积分数相差小于5%。该研究成果可指导化工罐区事故预防措施和应急方案的制定,从而提高化工企业安全生产水平。