罐区气体泄漏PHOENICS数值模拟研究

基于紊流模式理论,在考虑重力影响的基础上,建立储气罐区气体泄漏扩散数学模型,并采用计算流体力学软件PHOENICS(双曲性,抛物性或椭圆型数值求解综合编码)对该数学模型进行数值求解。在油气安全综合平台上,通过选用二氧化碳作为泄漏物,红外二氧化碳传感器采集来的实验数据与PHOENICS模拟数据进行比较,发现误差较小。同时表明,借用该软件模拟储气罐区气体泄漏的扩散问题是可行的。运用该法也能为气体泄漏、火灾方面的研究提供一条便利的捷径。研究结果还可以为液化气与毒气罐区气体泄漏事故应急处理提供参考依据,同时对罐区浓度探测点位置的安放也有重要指导意义。     

惰化系统极限氧浓度变化规律及监测预警研究

为解决高龄油气管罐事故多发且事故后果严重的问题,通过研究惰性气体保护封存技术,提出惰化系统氧浓度等级分级、氧浓度安全裕量设定原则以及极限氧浓度(LOC)测试方法;通过理论与试验相结合的方法,分析CO_2、N_2等2种惰化剂对液化石油气(LPG)爆炸极限与LOC的影响以及抑制机制,并基于此设定预警阈值。结果表明:随着CO_2、N_2量的增加,最大爆炸压力到达时间延时可达7倍,抑爆效果明显,2种惰化剂抑爆机制的不同主要体现在三元碰撞反应;当CO2充入量达到22%或N2充入量达到32%时,LPG处于完全惰化状态;根据试验结果,可设定LPG惰化系统在线和间断氧浓度监测时预警阀值。     

新型乙醇汽油防静电混合器数值模拟研究

设计了一种新型乙醇汽油防静电混合器,基于CFD方法对新型乙醇汽油防静电混合器及简单的T型管混合器的内部流场分别进行数值分析,通过比较混合器中各组分浓度分布、压力分布、速度分布等特征,研究乙醇与汽油在混合器中的混合效果,并分析静电产生的风险。结果表明：在新型混合器螺旋叶片的作用下,乙醇汽油在出口处几乎混合均匀,速度趋于一致,且压力损失较小,说明新型混合器可以在较小的能耗下获得较好的混合效果,从而有效减少静电积聚。     

化学工业园区管廊的风险评价

根据化学工业园区管廊的特点,将适用于长输管道风险分析的肯特评分法加以改进,调整模型中的三级评分项目和各事故因素的权重,使其成为适于化学工业园区管廊的风险分析法,将改进后的肯特评分法应用于常州18km化学工业园区管廊的风险评价,得出6个风险较高管廊分段,并根据评价结果制定了降低管廊事故风险的措施。工程应用表明:改进后的肯特评分法具有较强的适用性,是化学工业园区管廊风险评估的有效工具,其评估结果可作为安全管理人员合理分配维护资源、制定管理措施的理论依据。     

气相爆轰实验系统设计

设计了一套内径139 mm、总长10 m的气体、粉尘爆轰管道式反应装置,装置由试验管道系统、测试系统、辅助实验系统和控制系统4部分构成。测试系统包括高频响动态压力传感器、火焰传感器、超动态应变仪、数据采集卡、高速摄像系统等设备,以便测试可燃气体、粉尘的爆轰参数和管道的动力学响应特征参数。实验装置可用于可燃气云和粉尘的燃烧、爆炸特性以及爆轰波对结构加载作用的研究,研究成果可用于燃气输送管道的设计、校核,为安全生产保驾护航。     

水击泄压阀开启过程阀口流场的数值模拟

泄压阀作为管道系统的重要安全部件,其作用在于保障管道系统超压安全,减少爆炸性事件的发生。基于雷诺时均方程和标准k-ε紊流模型,运用Fluent动网格和UDF技术对某水击泄压阀管道模型进行数值模拟,通过UDF程序控制阀门开启速度,得到阀口附近流场参数的数值变化。研究表明:水击泄压阀阀芯部分会有明显的节流效应,导致阀内速度的突变;随着管道内压力的增加,管道内部速度总体呈现增大趋势,噪声和速度具有一定的相关性,阀门内部声功率级分布基本呈现对称分布。     

变截面管道中气云的燃爆传播研究

工业尾气回收网结构复杂,存在许多变径结构,回收气体大多燃易爆,因此有发生燃爆事故的风险.为探究变径结构对可燃气云燃爆过程的影响,在管长为0.5m变截面管道内,采用预混燃烧模型和Zimont湍流燃烧模型,对可燃预混气体燃爆特性开展了大涡模拟(LES)研究.结果 表明:在0.5m管长的通径管道内,管道截面越小,管壁对火焰的约束作用越大,壁面反射增强,管道壁面形成的湍流加速壁面附近的火焰传播速度,使得Tulip火焰出现越早,达到最大火焰传播速度的位置距点火端越近;管道截面越小,火焰厚度越大.不同管道结构下Tulip火焰结构不同,在突缩和连续突缩管道中Tulip火焰产生变形,火焰锋面不再光滑;变截面结构对火焰传播有激励作用,管道内截面变化后涡团的产生和演化加速了火焰传播,突缩管道结构对火焰传播有明显的加速作用,因此尾气回收管网设计需尽量减少突缩管道结构或在突缩管道结构位置增加阻火装置.     

Bio-SR工艺脱硫净化天然气影响因素试验研究

在对比天然气传统脱硫工艺的基础上,结合 Bio-SR工艺特点,分析了该工艺应用于天然气脱硫净化的可行性.通过单因素实验考察了H2S标准混合气浓度、初始Fe3 浓度、喷淋量、空塔停留时间、pH及压力等因素对脱硫率的影响,初步确定了适宜的控制参数.实验结果表明,该工艺对气量大、低H2S质量浓度(＜1.0 g/m3)的天然气有快速高效的净化作用,出气达到管输天然气标准.     

多元混合气体爆炸特性及惰化防爆研究

为了完善常见多元混合气体爆炸特性参数数据库,为安全工程师开展城镇燃气防爆管理、安全操作规程的制定及对废弃管道进行改造、拆除提供依据,采用理论和试验方法对CO2与N2两种惰性气体对液化石油气(LPG)爆炸特性参数的影响规律进行了研究,对比分析了两种惰化剂对LPG的抑爆效果。结果表明:LPG体积分数为4.0%、CO2体积分数为22%时,LPG可燃气退出爆炸区间,此时极限氧体积分数为15.54%;LPG体积分数为3.5%、N2体积分数为32%时,LPG可燃气退出爆炸区间,此时极限氧体积分数为13.545%;两种惰化剂对LPG爆炸特性的抑制规律基本相似,但CO2的抑制效果明显优于N2。当CO2和N2充入的体积分数均为20%时,最大爆炸压力到达时间分别由166 ms延长到1 222 ms和826.30 ms;两种惰化剂用量在体积分数大于10%之前,对最大爆炸压力到达时间的影响均较小,因此在工程应用中采用惰化方式抑爆,惰化剂充入的体积分数需高于10%。     

废弃油基泥浆处理工艺与研究

为了加强对油田废弃产物的回收利用,通过分析废弃油基泥浆的基本组分,采用物理-化学相结合的方法对油基泥浆进行油、水及固相分离。实验结果表明:在选用DSC型破乳剂浓度为200 mg/L与频率25 kHz、功率40 W的超声波耦合作用下,除油率达到最高。在无机混凝剂Al2(SO4)3浓度为200 mg/L、有机混凝剂PAM浓度为7 mg/L时与频率20 kHz、功率80 W的磁场耦合作用下混凝效果达到最佳。确定了在实验温度为40℃、pH值为6~7的实验条件下最佳除油率能达到86%。