油氢合建站储氢瓶组氢气泄漏扩散行为研究

为探究油氢合建站储氢瓶组阀体面板失效后引发的氢气泄漏事故及氢气扩散行为的影响因素,根据真实场景构建等比例数值模型,针对不同泄漏源和环境风力条件下的氢气泄漏扩散过程进行了模拟研究,从事故后果角度提出了不同事故场景下的应急处置方式。结果表明,当储氢瓶组发生小孔泄漏时,氢气运动沿中心线形成欠膨胀射流,在泄漏源周围形成氢气云团高浓度分布。随着泄漏口孔径增大,短时间内氢气扩散在距离泄漏源较远区域形成具备爆炸性的混合气云团。氢气泄漏方向的改变直接影响其扩散行为的变化,促使氢气/空气混合气云团分布区域呈现显著差异。对于水平泄漏模式下的氢气扩散行为要着重考虑站内装置和设备的阻挡作用,而竖直向下的泄漏模式会造成范围更广的高浓度氢气聚集。随着环境风力的增强和站内布局复杂化,泄漏氢气在局部区域浓度升高,沿下风向水平范围的扩散半径增大,而在竖向空间的扩散高度下降,爆炸性混合气云呈现朝下风向区域移动的趋势。     

风速对LNG泄漏扩散过程影响的数值模拟

为研究环境风速对液化天然气(LNG)泄漏扩散过程的影响,采用Fluent建立LNG连续泄漏计算流体力学模型,开展不同风速下LNG泄漏扩散过程的数值模拟研究。结果表明,LNG泄漏扩散分为扩散初期、扩散中期、扩散后期3个阶段,扩散过程中LNG从低温重气逐渐转变成轻质气体。环境风速对气云的扩散主要体现在:低于5级风时,云团以两侧卷吸为主,气云表现为"叶状分叉"、中间低两端高,此时气云横风向扩散较快,甲烷扩散距离与冻伤距离随风速增大而增大;而高于5级风时,云团以顶部卷吸为主,气云表现为云团坍塌、中间高两端低,此时气云垂直风向扩散较快,甲烷扩散距离与冻伤距离随风速增大而减小。初步建立了LNG蒸气云爆炸风险范围与冻伤区域和泄漏时间、环境风速的函数关系,可为爆炸风险区域和低温冻伤区域的预测提供理论支撑。     

掺氢甲烷非预混射流火研究现状及展望

氢输运是推广和发展氢能的关键环节之一,其中将氢气掺入天然气(主要成分为甲烷)管网的策略是解决氢输运问题的一种新的有效途径。然而,输气管道一旦发生泄漏则易引发非预混射流火火灾事故。因此,研究掺氢甲烷非预混射流火对灾前风险评估和灾后应急处置均具有重要意义。首先介绍掺氢甲烷射流火研究的意义;接着阐述非预混射流火特性与稳定机制,综述前人关于掺氢比例(氢气所占掺氢甲烷的体积分数)与伴流特征对掺氢甲烷非预混射流火特性影响的研究进展,进一步评价归纳其性能与应用场景;最后对前人的工作进行总结,并对未来的研究进行展望。     

FLUENT在公路隧道有毒气体事故泄漏扩散研究中的应用

针对公路隧道内氯气扩散问题,以计算流体力学(CFD)为理论基础,应用GAMBTT软件进行几何模型构建和网格划分.用FLUENT对所建模型中的风场和氯气泄漏扩散结果进行了模拟分析.通过不同位置氯气质量分数的比较,分析了稳定纵向通风条件下.隧道内障碍物和氯气重力效应对扩散的影响.从模拟结果可以看出,隧道内的障碍物(主要是汽车)对氯气扩散有明显阻拦作用.造成氯气在下部空间的扩散比上部空间要慢,而且距泄漏源相同距离处.下部空间的氯气质量分数远小于上部空间.同时讨论了泄漏源位置对氯气扩散范围的影响,结果表明即使在泄漏源较高的情况下,经过一段距离的扩散,氯气也会由于重力作用逐渐到达地面.最后,论证了FLUENT软件对处理隧道内毒气扩散问题的适用性,为研究工作的进一步开展提供了依据.     

密闭空间中甘薯粉爆炸特性的试验研究

利用20 L球形爆炸测试装置探寻甘薯粉尘在密闭空间内的爆炸特性.测得甘薯粉的爆炸下限质量浓度,研究质量浓度,粒度和点火能量对爆炸猛烈度(最大爆炸压力和最大压力上升速率)以及燃烧特续时间的影响.结果表明:粒径较小时,甘薯粉爆科较猛烈,燃烧持续时间较短;随着质量浓度的增加,燃烧持续时间减少,最大压力上升速率逐渐增大并趋于稳定,而最大爆压呈现先增后减,并且存在一个最佳浓度范围,使粉尘爆炸最猛烈;最大爆压和上升速率随点火能量的增强而增大,较强的点火能量能显著改善低质量浓度粉尘的“爆炸不良”效应.将甘薯粉的爆炸下限质量浓度爆炸猛烈度与锌粉、镁粉和烟煤粉进行对比,发现甘薯粉的爆炸风险远高于烟煤粉和锌粉.     

局部扰动对主坑道爆炸波发展的数值模拟与实验研究

在地下建筑物,如隧道、地下储油库、人防工程、地下物资仓库等里面,由主通道旁结分支通道是最常见的一种布置形式,是一种典型的复杂受限空间结构.一旦有可燃气体发生爆炸燃烧,爆炸压力波和火焰的传播将受众多因素的影响,其中局部扰动的影响是主要因素之一.本文通过实验和数值模拟的方法研究了油气混合物在该复杂受限空间中由弱点火引起爆炸燃烧的发展过程,湍流强度经旁接分支坑道后在主通道中的变化,以及爆炸压力波和火焰经局部扰动后的变化过程;并将数值模拟结果与实验结果进行了对比和综合分析,得到了与地下受限空间安全相关的重要结论.湍流强度是复杂受限空间中可燃气体爆炸燃烧发展过程的主要影响因素之一,局部扰动将增强爆炸流场的湍流强度,加速燃烧化学反应,能量的释放量和速率大大提高.这些能量的快速加入促进了高峰值压力波的形成,火焰也被加速,爆炸从此由弱转强,出现跃升.研究结果对地下受限空间爆炸过程的进一步研究以及爆炸灾害的预防都有参考价值.     

液氯储罐瞬时泄漏扩散质量浓度分布规律与中毒后果评价

液氯储罐一旦发生泄漏,容易在大气中快速扩散,其扩散速度受到泄漏量、外界风速等条件的影响。为了研究不同风速和泄漏量对氯气扩散规律的影响,分别在泄漏量为2 kg、5 kg,外界风速为2 m/s、5 m/s的条件下,采用Fluent软件模拟了氯气储罐瞬时泄漏后氯气质量浓度随时间的分布规律,并结合氯气的致死浓度,对氯气扩散区域最大质量浓度分布及其毒性致命损伤进行了分析。结果表明,氯气扩散初期,云团浓度较高,重气效应比较明显,随时间增加云团逐渐增大。泄漏量越大,氯气的扩散速度和致死区范围越大,毒性致命损伤时间越短;风速越大,致死区的影响距离越大,但致死区的影响时间大幅度缩短,能有效降低氯气的中毒危害。     

危险化学品生产与储存场所的安全库容评价模型与方法研究

危险化学品生产与储存场所的危险化学品库容风险是反映危险化学品生产与储存场所安全与否的重要指标,为增加评估危险化学品库容量时的客观性、准确性,在统筹其3类主要事故模型的基础上,建立了危险化学品生产与储存场所的危险化学品库容风险当量评估模型。该模型以传统风险理论为载体,不仅对单一危险源的伤害风险进行计算,且对各种危险化学品的不同库容事故损失、发生概率、伤害风险做统一关联分析,以使危险化学品库存地的风险实现合理叠加。再根据相同区域风险值和当量的叠加,结合区域坐标、人员密度、风险界限,通过MATLAB仿真模拟,确定危险化学品生产与储存场所整体风险区域图,进而标出危险致命区域,计算库容临界量。     

悬浮法氯乙烯聚合工艺的风险分析及安全技术

悬浮法聚合氯乙烯生产过程的主要风险是氯乙烯的"暴聚"事故和氯乙烯泄漏事故.聚合反应散热不足,温度过高导致"暴聚"事故.易燃易爆有毒的氯乙烯泄漏可能引发氯乙烯蒸汽云爆炸和火球(BLEVE)事故.以某PVC化工厂氯乙烯聚合釜生产为例,定量计算氯乙烯小孔泄漏量、蒸汽云及BLEVE火球的事故伤害与破坏后果.提出避免导致"暴聚"事故3种安全技术措施:良好的聚合釜反应散热降温;足够的搅拌强度和防止"粘釜"等.防止引发氯乙烯泄漏的3种途径为反应釜轴封、超压泄压时跑料和压力容器及管道的防泄漏技术.     

环氧乙烷生产系统的安全性评价

用道氏火灾、爆炸危险指数评价方法对抚顺乙烯化工厂环氧乙烷生产系统进行安全性评价.针对环氧乙烷生产系统实际运转情况,对其中的M101混合器单元从一般工艺危险性、特殊工艺危险性和安全补偿措施等方面进行了系统分析,并对该系统的危险性因素进行辨识并提出了相应的整改措施.结果表明,该生产系统中5个评价单元内的实际最大可能财产损失分别是1.407×107元、1.488×107元、0.489×107元、0.804×107元和0.711×107元,均在该评价方法规定的最大可能财产损失范围内,说明现役环氧乙烷生产系统在理论上是可以安全运行的.     

矿山安全管理核心框架结构研究

矿业是人类文明进步、国民经济发展和科学技术革命的基础,矿山生产又是工业事故频发的高危行业。改革开放以来,随着经济的发展,我国对矿产资源的开发与利用强度不断加大,矿山生产事故多发,形势十分严峻。安全管理是矿山生产解决和消除各种不安全因素,防止事故发生最重要的手段。本文通过对我国矿山安全生产管理的研究与实践,首次提出关于矿山安全生产管理核心框架结构RS理论。认为矿山安全生产管理核心框架是建立在安全战略目标与规划基础上的风险监测与预控管理、安全文化建设和安全监管。安全文化建设包括本质安全化,企业安全理念与员工综合素质以及安全制度建设,安全文化建设是安全生产管理应该关注的重点内容。论文为我国矿山企业安全生产管理提供了有益参考。     

码头油品泄漏扩散事故危险危害评价

运用“泄漏扩散”模型对某码头油品泄漏扩散事故危险危害程度进行了评价,得到了爆炸危险区域和中毒危害区域的面积,为码头制定应急救援预案提供了依据.     

基于氢气充放试验及数值模拟的储氢气瓶安全评价

储氢气瓶是新能源汽车的重要储能设备,其可靠性直接关系到汽车的安全性。研究了不同环境温度下,35 MPa铝合金内胆车用储氢III型气瓶在充放气时的最终温度和应力分布情况,并对其安全性进行了评价。借助试验测试平台,在不同温度下进行了实际充放试验。试验过程中无漏气现象,且最终温度符合要求,表明储氢气瓶在试验条件下是安全的。由此,在获得了储氢气瓶充放时热响应规律的基础上,对不同温度下的氢气充放过程进行了数值模拟,得到其应力分布情况。结果表明,储氢气瓶复合层的应力远小于其材料抗拉强度,即内胆和复合层的强度均可视为满足要求。研究结果可为储氢气瓶的试验开展、安全评价、寿命预测提供依据。     

军民航空域安全评估中的碰撞风险研究

碰撞风险是空域安全评估的重要内容。为保证军民航的安全飞行,通过对民航Event模型碰撞风险的研究,构建了军航训练空域与民航航路的碰撞风险模型;根据军航飞机的飞行特点,建立了军航飞机侧向位置偏差概率模型;结合民航飞机的横向位置偏差概率模型重新计算Event模型中的碰撞盒穿越间隔片频率(GERh);选取某一战术动作对军民侧向碰撞风险进行仿真,确定其安全间隔;通过对飞行过程中各个关键点碰撞风险的研究,对空域的使用提出建议,并验证了理论的实用性。结果表明,当前10 km的安全间隔标准并不能符合规定的安全目标等级,至少需要再增加7 km的安全间隔才能使整个飞行过程均满足要求。     

桥梁工程规划设计阶段施工安全风险评估的研究

研究表明,有相当大比例的工程事故原因可以追溯到规划设计的不当。将工程的规划设计纳入施工安全管理全过程,就是将事故防控的"关口前移"和"源头管理"的创新思路。本研究以桥梁工程领域为例,探讨了我国在规划设计阶段进行施工安全风险评估的发展思路,包括:完善基础理论、将工程实践和立法推动相结合、从在建工程的施工安全现状反推其规划设计等,为提升我国工程建设施工安全提供借鉴。崇启大桥及泰州大桥工程实践表明,安全是可"构建"的,通过施工风险评估,能够改善规划设计,降低施工安全的风险,从而减少施工过程人员的伤亡或健康危害。     

燃料车内氢气泄漏扩散数值模拟研究

基于FULUENT软件的物质传输与反应模块,建立了燃料车内氢气泄漏扩散的数值计算模型.应用模型对储气瓶不同位置的泄漏扩散进行了数值计算,得到了氢气在车内泄漏扩散后的危险区域分布情况.结果表明:氢气瓶上方挡板位置是氢气泄漏扩散后的高浓度区域,泄漏后的氢气在该处容易发生积聚.研究结论可以为车内预警用氢气监测传感器的放置以及氢燃料车的安全设计提供参考.     

城市安全风险评估方法体系研究及实践

针对目前我国城市安全风险管控能力滞后于城市化发展进程的问题,开展城市安全风险评估是推动管控能力提升的重要手段。在国内没有统一的城市安全风险评估体系和标准情况下,研究提出以技术专家为支撑,政府、行业监管部门、企业3个层面协调推进为主体,试点先行、总结归纳、全面实施为路径的城市安全风险评估组织实施方式;总结提出以企业安全风险辨识评估为基础,采用层次分析法和综合模糊评价法进行叠加分析的城市安全风险评估方法体系;以贵州六盘水城市安全风险评估工作为实际应用,并基于相关评估成果研发城市安全风险管控系统和城市安全风险地图信息化平台,为我国进一步深化城市安全风险评估工作提供实践经验。