原油储罐区可燃气体探测器布置优化方案研究

为有效预警原油储备区储罐气体泄漏,制定气体探测器布置优化方案,以某大型原油站库为例,基于CFD法和FLACS软件模拟原油泄漏及可燃蒸汽云溢散分布,通过分析蒸汽云扩散规律,实现全方位气体探测器优化布置.结果表明:原油储罐区探测器分别布置在区块21-2、6-1、31-1、40-2,且每个罐组总计布置16处;优化设置方案可满...     

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。     

高硫炼油装置硫化氢泄漏场景集定量分析

随机规划方法已成为解决不确定条件下高硫炼油装置气体检测报警仪布置优化问题的重要途径,而构建接近真实情况的泄漏场景集则是实现随机规划的基础。目前,有毒气体泄漏场景集构建方面的研究鲜有报道,且传统以典型泄漏场景为代表的做法未能体现真实风险。为此给出一种融合泄漏概率和风场联合分布概率的定量构建硫化氢泄漏场景集的方法,使场景集包括重要泄漏场景并运用DNV的LEAK软件和历史气象数据定量预测场景的实现概率,为实现后续的气体泄漏检测报警仪布置随机规划提供技术支持。并以某柴油加氢装置为例,定量构建其硫化氢泄漏场景集,为后续的气体检测报警仪布置优化及其它基于定量风险分析的控制决策提供支持。     

典型LNG加气站泄漏事故模拟及探测覆盖率研究

为研究液化天然气(LNG)加气站发生泄漏后造成的事故后果及现有可燃气体探测器覆盖率是否满足要求,采用FLACS三维模拟软件模拟典型LNG加气站槽车及卸车管道、储罐、加气机单元,发生泄漏后火灾热辐射、爆炸超压造成的事故影响范围,评估现有可燃气体探测器对所发生泄漏的探测覆盖情况。研究结果表明：LNG槽车、LNG储罐发生50 mm泄漏,站房及加油区域靠近LNG储罐处热辐射可达25 kW/m²,辐射强度导致附近人员伤亡;LNG撬装及加油机附近最大爆炸超压超过20 kPa;通过可燃气体探测器覆盖率评估得出LNG加气站接卸软管向西、向南方向发生泄漏,无有效探测途径。     

环己烷泄漏事故模拟与风险控制措施研究

环己烷具有闪点低、爆炸极限宽等特点,一旦发生泄漏,着火爆炸的危险性随时存在。利用计算流体动力学模拟的方法对工程项目中环己烷的泄漏事故进行模拟及风险分析,建立环己酮生产装置的全尺寸三维模型并进行仿真计算,模拟了不同泄漏场景所形成的环己烷可燃气体云团瞬态发展过程及影响范围,并对建构筑物的布局对可燃气体云团的扩散行为的影响进行研究。研究结果表明,通过优化建构筑物布局,可有效降低该装置环己烷的燃爆风险,为企业相关装置的总图布置及环己烷泄漏的安全监控和应急响应提供有价值的参考数据。     

飞机货舱复合烟雾探测方法研究

为解决目前飞机货舱火警探测装置易受空气中灰尘和水蒸气颗粒干扰造成误报率极高的问题,提出一种复合多传感器的飞机货舱火灾探测方法。首先搭建包括温度传感器、CO传感器和双波长光电式烟雾传感器的复合式火灾探测装置,设计火灾探测系统软件;然后进行真假火源试验,采集火灾过程中烟雾、温度、气体的变化特征参数;最后采用人工神经网络算法对采集到的数据进行融合分析。结果表明:嵌入双波长光电式烟雾探测器的多传感器探测装置报警正确率比传统火灾烟雾探测器有大幅度提高,干扰源识别相对误差不超过5.7%。     

船舶感烟探测器探测时间与布置间距近似计算

为计算船舶感烟探测器的探测时间和布置间距,在现有感烟探测器迟滞现象研究成果基础上,根据临界速度法,建立感烟探测器探测时间计算模型,提出探测器布置间距的近似计算方法.计算结果表明,对于平整顶棚,感烟探测器探测时间随着布置间距的增大呈线性增大,而对于走廊(或下有横梁的顶棚),当探测间距大于走廊宽度时,在规范规定的最大间距范...     

吸气式火灾探测系统采样管网优化设计

对吸气式火灾探测报警系统中采样管网进行优化设计是提高其探测性能的重要手段。基于流体动力学原理,建立管网内气体运动数学模型,给出各状态参数之间的关系式。分析常见管网布置方式的优缺点,提出吸气式采样管网的优化设计方案:视每个采样孔为1个点型感烟探测器,采样孔间距基本一致,调整孔径使各采样孔进气量相同,孔数较多时,可增设末端孔,以缩短气体样本传输时间。从理论上分析管网参数对探测性能的影响,并利用Fluent 6.3进行相应的数值模拟。结果表明,样本传输时间与管长、管径、开孔数成正比,与总流量和末端孔孔径成反比。     

油罐内火焰快速探测系统研究

为填补目前油罐内火焰快速探测系统研究的空白,开发出一种基于紫外与红外的复合型储罐火焰探测器并研究探测器在罐顶的布置方式。首先,通过试验研究酒精和正庚烷的火焰传播特性;然后,根据试验中的火焰蔓延速度确定探测器的性能参数;最后,通过探测器的探测角度、探测距离和储罐的尺寸信息等设计探测器的布置方式。研究表明:常温常压下酒精和正庚烷的火焰蔓延速度分别为2.2～2.4 m/s和1.5～1.7 m/s,且不受油池尺度和液层厚度的影响;探测器的性能参数满足储罐火灾快速探测的要求;4种布置方式高效可靠。     

管廊内泄漏口朝向对天然气管道泄漏扩散影响的模拟分析*

为掌握综合管廊内天然气输气管道泄漏口朝向对气体扩散的影响,使用FLUENT软件对4种不同朝向的泄漏口泄漏过程进行3维数值模拟,对比分析不同工况下气体浓度分布。结果表明:泄漏形成的射流产生强烈气体掺混,降低泄漏口附近气体浓度梯度;随着距泄露孔距离的增加,气体受惯性力作用减弱,并在浮力作用下抬升。管廊纵截面气体浓度场可分为泄漏口附近的均匀区和距离泄漏口较远的分层区。在均匀区内,探测器高度上气体质量分数纵向分布呈阶梯状;距泄漏口较远距离(大于20 m),泄漏口朝向对探测器高度上气体浓度纵向分布影响较小。基于稳态气体分布控制方程,提出气体在分层区内纵向分布关系式。当泄漏口刚好位于2探测器中央（最不利工况）时,泄漏孔朝向为X+（管道距离壁面较远侧）的泄漏气体在喷出后与空气接触时间长,产生涡量更大,使气体在管廊纵向上蔓延速度降低,探测器响应时间相对较长。     

Research based on double coverage rate and reliability of gas detector layout optimization

The gas detector layout should be highly attuned to combustible gas leakage and attain a good reliability in avoiding detector malfunction, which is an important guarantee for the normal production of the chemical industry and other related enterprises. Herein, a gas detector layout optimization method based on double coverage and reliability is proposed. The key gas leakage monitoring area is determined through layout scene field investigation. To improve the detection probability and detection system reliability, the dual coverage target and voting mechanism are set, and the gas detector layout is determined with the ray-casting algorithm according to the coverage target. Combined with FLACS software to simulate a variety of typical leakage conditions under different layout scenarios, the relationship between the leaked gas concentration detected by gas detectors in each layout scheme and time is obtained, and the gas leakage detection probability in each layout scheme, number of detectors that can trigger the alarm, shortest time to trigger the alarm and reliability are comprehensively evaluated. The decision-maker selects the final gas detector layout plan according to the evaluation results and actual site needs. The study shows that the detection probability of each layout scheme set according to the double coverage is high, and multiple detectors can trigger the alarm (up to 100%), which ensures that the alarm can be triggered within 10 s under all applicable conditions. According to the evaluation results, the decision-maker can obtain a layout scheme that not only agrees with the actual site conditions but also attains a high detection probability, short detection time and strong reliability.     

岩鹰山隧道内天然气管道泄漏规律及通风方案研究

采用经典流体力学理论,以及计算流体力学（CFD）等方法相结合,对中缅油气 管线上具有代表性的岩鹰山隧道进行研究。用Fluent软件对岩鹰山隧道天然气管道泄漏 进行仿真模拟,利用Fluent模拟结果与泄漏源计算结果相结合,经过理论分析与数据拟 合,提出泄漏天然气充满隧道的时间计算模型,通过不同边界条件下隧道内天然气泄漏 扩散规律的模拟结果对时间模型进行验算并修正。利用计算流体力学（CFD）方法,研 究岩鹰山隧道在发生天然气泄漏事故后,单风机通风方案的效率,得出隧道通风优化方 案,方案内容包括最佳送风方式、布设水平位置、布设高度、布设间距。根据通风方案 计算结果对风机型号选取、以及隧道洞门设计提出了建议。     

Impact analysis of multi-sensor layout on the source term estimation of hazardous gas leakage

In chemical industry, sensors are used to monitor the leakage and emission of hazardous materials that are used for hazard warning and risk assessment to ensure safety production. The traditional sensor layout designs the scheme at single-layer, and thus causes large deviations in the estimated height and accuracy of source term estimation (STE). In this study, a dual-layer layout scheme for sensors is proposed. The numerical experiments verify that the improved schemes with an equal number of sensors, as well as detection errors, are beneficial to the accuracy of the STE results. The influence of the heights of the sensors and leak source on the results of STE is studied. Results show that the dual-layer sensor scheme with adjacent intervals at high places in the potential search space is highly favorable to locate the leak, and the scheme arranged near the ground is conducive for improving the estimation accuracy of source intensity. This study also compares the STE results of computational fluid dynamics (CFD) simulated scenarios under different sensor schemes and verifies the effectiveness of the proposed dual-layer sensor deployment scheme with adjacent intervals under turbulence condition.     

高精度三维地下微震台网模糊优选方法

针对贵州开阳磷矿东翼矿区井下微震监测系统台网布置方案的优选问题,基于国 内外学者在台网优化布置时所选参数指标,对微震监测台网在建设、运行和维护阶段的 需求进行分析,确定多个台网布置方案的静态、动态和定量、非定量指标构建综合评价 指标体系。通过熵权法给出各评价指标的客观权重向量,基于模糊数学原理建立模糊综 合评判模型,对初选出的五个台网布置方案进行分析,求解出各方案的综合优越度,最 终确定并推荐方案二（综合优越度为0.796）为最优方案。模糊综合评价模型能够较准 确地确定适用于矿山需求的微震监测台网方案,对矿山微震监测系统的建设具有指导意 义。     

普光天然气净化厂投料试车H2S泄漏安全管理

普光气田天然气净化厂是中国石化集团公司"川气东送工程"的关键组成部分,在投料试车期间,富含高浓度H2S的原料气决定了净化过程中的泄漏中毒高风险,尤其在投料试车过程中,实时监测现场H2S气体浓度是试车安全管理的关键。介绍了天然气净化厂净化工艺,分析了试车安全风险;利用安全监测系统、GasFindIR红外成像仪、有毒挥发气体分析仪等先进仪器设备建立了实时安全管理监测方法,实时监测现场H2S气体浓度。结果表明,该方法在天然气净化厂投料试车阶段发现H2S气体泄漏及时,泄漏点定位准确,泄漏量检测精确,保证了普光气田天然气净化厂投料试车作业安全的顺利进行,为高含H2S气田投料试车作业的安全管理提供了参考。     

A review on different pipeline fault detection methods

Pipeline faults like leakage and blockage always create problem for engineers. Detection of exact fault quantity and its location is necessary for smooth functioning of a plant or industry and safety of the environment. In this paper brief discussion is made on various pipeline fault detection methods viz. Vibration analysis, Pulse echo methodology, Acoustic techniques, Negative pressure wave based leak detection system, Support Vector Machine (SVM) based pipeline leakage detection, Interferometric fibre sensor based leak detection, Filter Diagonalization Method (FDM), etc. In this paper merit and demerits of all methods are discussed. It is found that these methods have been applied for specific fluids like oil, gas and water, for different layout patterns like straight and zigzag, for various lengths of pipeline like short and long and also depending on various operating conditions. Therefore, a comparison among all methods has been done based on their applicability. Among all fault detection methods, Acoustic reflectometry is found most suitable because of its proficiency to identify blockages and leakage in pipe as small as 1% of its diameter. Moreover this method is economical and applicable for straight, zigzag and long, short length pipes for low, medium and high density fluid.     

“三高”气田钻井过程硫化氢泄漏动态风险分析

传统的H2S泄漏风险分析方法不能很好地对事故发展过程进行动态分析,导致分析结果偏离实际。基于贝叶斯方法,构建了高温、高压、高含硫（“三高”）气田钻井过程中H2S泄漏的蝴蝶结模型并提出将其转化为贝叶斯网络,在事故已发生的情况下更新基本事件发生的概率。然后,假定事故后果在确定的时间段内发生的累积次数已知的条件下,更新安全屏障及事故后果发生的概率,从而完成对H2S泄漏的动态风险分析。结果表明,该方法克服了传统静态定量分析方法中的不足,可动态评估导致H2S泄漏的基本事件发生的概率和对顶事件发生的影响程度,并动态反映安全屏障和事故后果的风险变化,能为钻井过程中H2S泄漏的风险分析及防控措施提供参考。