Inherently Safer Design for low-temperature process during depressurization: An industrial case study

The exploitation of a low-quality gas field with high CO₂ concentration is more viable through liquid CO₂ produced from cryogenic distillation technology. Despite the bright potential of the technology, there are deficiencies in handling high concentration of CO₂ at low temperature and high pressure during the blowdown condition. This study focuses on the CO₂ blowdown at a cryogenic pilot plant designed to manage high concentrations of CO₂ in the feed gas, high pressures, and low temperatures. A comprehensive design review and risk assessment using Inherent Safer Design (ISD) indexes were carried out in this study. The ISD was performed to identify the current risk level, and the critical parameters that may cause solid CO₂ formation in the piping or equipment as well as to identify mitigation measures to avoid the temperature to drop below the CO₂ freezing point during blowdown. The present findings confirmed that the initial pressure and temperature, as well as CO₂ concentration are key parameters towards significant impact on blowdown conditions. Therefore, the reduction of the feed gas pressure from 80 bar to 70 bars has minimized the Joule Thomson (JT) effect during blowdown and avoided the CO₂ solid formation in the system. Moreover, the relocation of the blowdown valve at the downstream heater resulted in a higher final temperature above the CO₂ freezing point. The ISD indexes confirmed that the cryogenic facilities are inherently safer during blowdown with the mitigation measures adopted.     

九龙江北溪拟多甲藻水华防治与应急处置

2009年初以来,在福建省九龙江北溪的支流和干流连续发生了拟多甲藻(Peridiniopsis penardii)水华。经检测,拟多甲藻水华没有明显的生物毒性,但其所形成的深褐色水色和轻微藻腥味对该流域的龙岩、漳州和厦门三城市的生产和生活是造成了一定的影响。研究结果表明,在甲藻水华的防治与应急处置过程中,必须进一步加强组织体系建设,明确各职能部门职责,并根据不同水域的实际情况和季节变化,采取相应的物理、化学和生物方法予以防治和应急处置。     

输油管道冻胀安全性温度场有限元分析

冻土区输油管道在投产运行过程中,由于管道沿线受到冻融影响引起的管线变形破坏现象比较普遍。已建的中俄原油管线由漠河进入中国,经过我国北方多年冻土区和季节冻土区直至大庆。输油管道在寒区运行过程中与周围土体发生了热交换,使原自然土层热交换体系改变,进而对运行的管线造成不利的影响如冻胀和融沉。本文对此进行研究为管道安全运行提供参考依据。     

基于无线局域网(WLAN)的油田安全监控系统研究

针对油田监控对象具有点多、面广、跨区域的特点,指出对油田进行无线监控的必要性,并对6种常见的无线通信手段的特点进行比较;根据油田安全监控的业务需求,提出基于WLAN技术的油田安全监控系统硬件结构和软件功能设计方案;并结合工程实施案例介绍系统中无线设备的选型、安装和防雷接地等方面的工程问题。该研究成果实现油田的安全监控预警,减少或避免事故发生的可能性,有利于提高油田安全管理的科学性,具有实用推广价值。     

应急预案以人为本

从国家总体应急预案的框架入手，分析了其方方面面的编制要素，得出了其以人为本的编制理念的结论。     

Carrousel氧化沟的三维流场模拟与分析

利用CFD的Fluent软件，采用标准的三维K—ε紊流模型，对桂林市七里店污水处理厂1#氧化沟的流场进行了数值模拟，对导流墙和推进器附近的流速进行了计算分析。结果表明，氧化沟下层流速较低，局部区域流速低于0．2m／s。为了防止污泥沉降，应进一步降低推进器位置。能量损失分析表明，卡罗塞氧化沟能量损失主要来源于沿程摩擦损失和局部损失。可通过增加墙体光滑度、降低入口高度以及增加导流墙的曲率半径等措施减少能量损失，改善现有氧化沟的水力特征。     

基于居民视角的应急避难所优化配置研究

以虚拟区域和哈尔滨市道里区经纬街为研究区，以满足居民避难需求为目标，分别构建居民避难行动效率模型与应急避难所服务范围模型，并将二者进行耦合。先以虚拟区域说明利用耦合模型的适用性与可行性，再以研究区探讨居民避难所效率与应急避难所优化配置。研究结果表明:研究区现状应急避难所配置，在研究区有2处是应急避难所服务无法覆盖的范围。以耦合模型为基础，确定需要增加2个应急避难所，才能满足居民避难需求。该研究方法不仅为我国应急避难所优化配置理论与方法作了补充，其结果也为研究区及其他地区应急避难所优化配置提供了参考依据。     

考虑期权采购的应急物资多种供应方式协调优化模型

突发事件的不确定性为灾后应急物资供应带来巨大挑战，而灾前政府难以控制相关应急物资的储备量及成本。实物储备、期权采购和市场化采购3种应急物资供应方式在灾前灾后应急物资保障具备各自的优势和弊端。仅靠单种物资供应方式难以权衡当前应急物资保障对经济性和时效性的要求，因此，需要将3种物资供应方式进行协调优化。对比3种供应方式在成本与效率方面的差异，利用期权采购弥补其他方式在成本和时效方面的不足，将3种物资采购方式协调整合。以政府和供应商双方签订期权契约为前提建立多种采购方式协调优化模型，通过优化算法求解模型。最后通过算例分析验证得出结论。研究结果表明:存在基于期权采购的多种采购方式并存的应急物资保障机制，可使应急物资供应的成本和效率得以权衡。     

连体宿舍楼火灾模拟与安全疏散研究

为提高复杂连体宿舍楼的火灾应急疏散效率，以某高层连体复杂宿舍楼为例，运用PyroSim对该复杂连体宿舍楼发生火灾时的烟气蔓延特性以及不同楼体之间的相互影响进行模拟，运用Pathfinder对该宿舍楼的人员疏散进行仿真模拟。火灾模拟结果表明:连体宿舍楼中，连廊对整栋楼的安全至关重要，建议加强对连廊的消防管理。疏散模拟结果表明:中间连廊保持正常通行可以有效提高疏散效率；连体复杂宿舍楼不适合男女混住，应该根据建筑物结构合理安排居住人员；增加2～3层连廊，并设置可移动式外挂楼梯，同时确保发生紧急事故时应急疏散指导人员正确快速地引导人员进行疏散，可以有效提高疏散效率。研究方法和结果可为复杂连体宿舍楼的消防措施、建筑设计以及宿舍楼应急管理提供参考和借鉴。     

CFD simulations of dust dispersion in the 20 L vessel: Effect of nominal dust concentration

Measurements of flammability and explosion parameters for dust/air mixtures require uniform dispersion of the dust cloud inside the test vessel. In a previous work, we showed that, in the standard 20 L sphere, the dust injection system does not allow generation of a uniform cloud, but rather high gradients of dust concentration are established. In this work, we used a previously validated three-dimensional CFD model to simulate the dust dispersion inside the 20 L sphere at different dust nominal concentrations (and fixed dust diameter). Results of numerical simulations have shown that, as the dust nominal concentration is increased, sedimentation prevails and, thus, when ignition is provided, the dust is mainly concentrated at the vessel walls.