考虑多米诺效应的LNG储罐区池火灾风险分析

针对目前对LNG储罐的风险分析多数仅以单个储罐为研究对象,鲜有考虑储罐间的相互影响这一研究现状,提出将多米诺效应分析引入到LNG储罐区的风险分析当中。首先,对单个LNG储罐进行风险分析;其次,运用固体火焰模型计算各目标储罐接收的热辐射量,求得多米诺效应失效概率,进而对LNG储罐区池火灾进行风险分析;最后,绘制个人风险等值线图,将考虑多米诺效应前后的风险进行对比。实例分析表明,考虑了多米诺效应风险后,储罐区的风险要明显增大。     

石油库储罐区池火灾多米诺效应研究

依据多米诺效应的特点,从多米诺效应发生的机制,阐述了石油库储罐区池火灾多米诺效应的分析过程.首先辨识石油库储罐区多米诺效应的事故场景,针对场景的复杂性和事故后果的严重性,运用烃类池火灾事故后果定量分析模型和概率分析对池火灾事故场景进行分析;然后根据初始事故的影响,运用设备损坏概率模型计算二次目标设备的损坏概率和场景后果;最后结合具体实例对石油库储罐区池火灾进行多米诺效应分析.通过石油库储罐区池火灾事故多米诺效应评价,得出石油库储罐区事故的升级因素和导致事故扩大的途径,并指出相应的多米诺效应控制措施,从而可以有针对性地采取相应的预防措施,预防池火灾事故多米诺效应,降低次生灾害的发生率.提高石油库储罐区的本质安全,为现行<石油库设计规范>的优化提供科学的依据.     

基于贝叶斯网络的化纤企业多米诺事故耦合效应风险评估方法研究

为应对化纤企业工艺生产过程和日常仓储中重大危险源过于集中而导致多米诺事故频发的现状,研究多米诺事故中不同灾种耦合效应对事故扩展的影响,采用贝叶斯网络模型对多米诺事故风险评估方法进行研究.首先,提出了多米诺事故耦合效应的定义,并对多灾种多因素耦合效应进行情景分析;其次,选用贝叶斯网络模型并结合Probit模型构建多米诺事故场景概率模型,从而确定了多米诺效应的演变过程、时间序列以及各层级事故单元间的影响作用,提高了多米诺事故风险评估结果的可靠性;最后,以某化纤企业储罐区为例,通过模型计算探讨了某储罐发生池火灾或蒸气云爆炸事故时的多米诺效应场景及最大可能传播路径,确定了多米诺事故扩展的可能性大小及关键单元,并在此基础上提出相应的控制措施.通过实例计算验证了该方法的工程可行性,结果表明,该方法能够在多米诺事故的预防与控制方面起到重要的指导作用.     

基于模糊层次-LEC法的罐区多米诺事故预防研究

为研究石化储罐区多米诺事故预防重点,基于模糊层次-LEC法建立了多米诺效应事故预防模型.该模型从单一事故后果出发,当其危险等级为显著危险时考虑多米诺事故,构造其多米诺事故致灾因素的层次结构,通过构建模糊运算的评价集,将模糊层次与LEC方法有效结合,结果得到罐区多米诺事故的危险等级,量化了复杂多样的多米诺事故致灾因素,明确了多米诺事故预防的重点.实际案例表明,苯储罐发生单一蒸汽云爆炸事故比池火灾事故具有更高的触发多米诺效应的可能,其危险等级为显著危险,考虑该罐区的多米诺效应后得出其多米诺事故危险等级为极度危险,"企业的安全管理"所占权重最高,其中"第三方施工单位安全教育"问题应引起企业的高度重视.     

NaTech事件中泄漏致多米诺效应风险分析

为研究自然和技术灾害(NaTech)事件中多米诺效应对危化品储罐区造成的严重影响,针对自然灾害导致罐区多米诺效应形成机制和演化规律进行分析,得到NaTech事件(包含多米诺效应)具有阶段性、时间性、物质能量性和严重性等特性。分析自然灾害引发罐区多米诺效应的演化过程并运用动态贝叶斯方法与图示评审技术(GERT)网络对演化场景进行建模,最后利用实例分析自然灾害中多米诺效应随时间动态变化。研究表明:当自然灾害发生时,事故上升概率增大且随灾害持续时间延长而增加;安全装置的失效率随着NaTech事件的发生而增加,但随时间延长的变化相对较小,故可选用不同的安全装置来避免自然灾害引发罐体发生上升事故;缩短NaTech事件中灾害延续时间,即采取切断储罐与储罐之间的关联来降低事故上升概率。     

基于FLACS的化纤生产企业储罐区泄漏爆炸事故数值模拟分析

以计算流体力学软件FLACS为工具,研究了某大型化纤生产企业原料储罐区发生泄漏并引发蒸气云爆炸事故的后果影响,并对事故扩展过程中罐区内的多米诺效应风险进行预测.研究表明,FLACS可应用于复杂生产及存储区域内的气体扩散爆炸过程的模拟研究,并对其爆炸风险进行定量评估,对多米诺效应风险进行可靠预测;该模拟场景下,爆炸火焰高度约为40 m,火焰顶部呈蘑菇云状,火焰广度覆盖中间管廊和泄漏储罐,爆炸产生的火球直径约为20 m,靠近点火源一侧的管壁温度和泄漏储罐罐壁表面温度均超过2 000℃,爆炸产生的最大超压为2.9 kPa,不足以对邻近装置产生破坏,但爆炸产生的高温会引发泄漏、池火、流淌火和浓烟等多米诺事故,应在实际建设中加强针对性消防控制措施.     

基于动态贝叶斯网络的化工装置区多米诺事故情景构建

化工装置区多为易燃易爆的有毒危险化学物质,一旦发生泄漏,进而会引发火灾爆炸事故,后果将不堪设想。以某化工企业储罐区池火灾为例,基于动态贝叶斯网络方法,根据储罐燃尽时间和失效时间划分事故过程时间节点,借助GeNIe分析软件,提出多米诺效应动态贝叶斯网络(DBN)分析模型的构建及学习方法。明确化工储罐区导致多米诺效应事故发生的关键环节,从而得出初始事故发生后各事故储罐关键时刻事故发生概率,为多米诺效应事故应急决策提供理论依据。     

LNG储罐球形混凝土穹顶的热应力及裂缝分布

对于大型LNG储罐,其穹顶因水泥水化热产生较大的热应力,引起混凝土开裂,严重影响储罐的耐久性。以某大型LNG储罐穹顶为研究对象,采用ADINA有限元软件建立精细化的有限元模型,模拟LNG储罐穹顶分段浇筑过程中的早期温度场分布,并将数值计算结果与现场测试结果进行对比;数值分析时考虑了混凝土徐变及龄期效应,对混凝土穹顶的温度场和应力场进行耦合计算,得到穹顶的热应力分布及裂缝开展情况,对穹顶混凝土开裂风险进行评估,进而对参数的敏感性进行分析。结果表明:穹顶内外在混凝土浇筑过程中产生温差较大,导致巨大热应力;第一浇筑带的热应力明显比其他浇筑带大,环向热应力大于经络向热应力,将使穹顶边缘产生沿环向分布的经络向温度裂缝;水泥种类对穹顶热力分析结果有很大的影响。     

软土场地桩-土-LNG储罐地震响应及场地放大效应分析

目的研究中软场地上大型LNG储罐的地震响应,分析桩土相互作用对上部结构的影响.方法利用有限元软件ADINA建立了1. 6×105m3刚性基础储罐与80 m桩土储罐模型;计算刚性基础储罐和桩土储罐的地震响应、桩土储罐和纯土体情况下沿地基深度分布的最大加速度值并进行对比分析.结果考虑桩-土-储罐的相互作用后除晃动波高外,其他地震响应均有不同程度的减小;长周期地震动的场地放大效应小于短周期地震动,而频谱特性复杂且具有多峰性的地震动场地放大效应最大;纯土体的场地放大效应小于有上部结构的场地放大效应.结论地震动沿土体传播具有放大效应,上部结构的存在会增大放大效果,且按照刚性地基标准设计LNG储罐可以保证其安全性.     

基于多米诺效应的石化罐区火灾事故风险分析

石化罐区相较于其他区域而言具有更高的事故风险，并可能产生多米诺效应。首先分析了多米诺效应的作用机理，随后运用初始事故为热辐射事故的相关参数计算模型，并通过静态和动态贝叶斯网络对案例中的石化罐区火灾事故进行风险评估。结论表明：动态贝叶斯网络由于考虑到时间的影响，所得的事故概率会比静态贝叶斯网络更高，同时，在考虑多米诺效应的前提下，石化罐区火灾事故会具有更高的事故风险，并且事故所造成的后果将更加严重。     

远洋秋刀鱼/鱿鱼钓船油改气的LNG储罐设计

根据77 m秋刀鱼/鱿鱼钓船的特定作业工况进行了油改气的LNG储罐设计。综合考虑国际油气价格、船舶空间、船舶稳性等因素,对油改气后LNG储罐容量、内压容器、外压容器、绝热结构以及支撑结构进行了详尽设计。依据压力容器规范与船舶规范对设计储罐强度与稳定性作了严谨细致的计算与分析。结合中国船级社《天然气燃料动力船舶规范》将储罐模拟布置在母型船上,对远洋渔船油改气的LNG储罐提供了设计方案。     

爆炸冲击波与碎片耦合作用下化工储罐易损性研究

开展爆炸冲击波与碎片耦合作用下储罐易损性研究有助于提升化工园区的安全水平。基于能量密度与最大塑性应变准则,综合考虑爆炸冲击波和爆炸碎片的作用顺序及强冲击荷载作用下钢材的应变率效应,建立爆炸冲击波与碎片耦合作用下化工储罐破坏失效的极限状态方程。通过有限元模拟对比分析储罐理论临界破裂速度与数值模拟结果,验证了方程的合理性。对5 000 m³立式拱顶储罐易损性结果分析可知：材料应变率效应可削弱爆炸冲击波与碎片耦合作用对化工储罐造成的破坏,降低储罐易损性;爆炸冲击波、碎片的作用顺序会显著影响储罐的失效概率,且碎片先于冲击波作用时储罐易损性更高;由单一变量分析可知,耦合作用下储罐的易损性与爆源强度、碎片撞击载荷均呈正相关,但与碎片撞击角呈负相关。研究结果对预防由爆炸冲击波与碎片耦合作用导致的多米诺效应事故发生及制定事故防控策略具有指导意义。     

大型LNG接收站环境风险评估体系构建

LNG接收站的主要环境风险为介质污染,通过构建LNG接收站环境风险评估体系,从规划建设、周边环境、功能分区、运营管理、应急处置等5个维度筛选23项指标因素,运用G1模型为各项指标赋权,建立LNG接收站环境风险综合指数计算模型和评估准则。以广东省某LNG接收站为例,评估结果表明总体环境风险为一般等级,LNG储罐区环境风险达到较大等级,验证了本研究提出的LNG接收站环境风险评估体系及其计算模型具有较好的可操作性和有效性。     

1.5m~3独立C型LNG储罐蒸发率简化算法

提出一种考虑罐壁、垫木、管路、绝热层等漏热因素的1.5m3独立C型LNG储罐蒸发率的简化计算数值模型,验证了各漏热因素的独立性,建立了计算体系,统计回归蒸发率与环境温度之间的关系,提出简化的计算公式.将罐体温度场参数化、将漏热因素简化并参数化,使用有限元方法对罐体的温度场进行数值模拟,得到罐体漏热量.比较罐壁、垫木、管路、绝热层等对蒸发率的影响,分析得出各漏热因素温度场在工程设计情况下不会产生叠加效应这一结论.罐壁对蒸发率影响较大,垫木、管路影响较小.结果表明,该算法可快速有效预报1.5m3独立C型LNG储罐蒸发率,减少建模计算流程,在LNG储罐方案总体设计阶段有着较高的实用价值.     

液化天然气翻滚临界密度差的数值研究

液化天然气（Liquefied Natural Gas,LNG）在充装和储运过程中,密度差分层现象易导致翻滚行为,对LNG储罐安全造成极大威胁。当初始密度差小于临界密度差时,储罐内相邻两层LNG的混合过程较平稳;当初始密度差大于临界密度差时,LNG翻滚强度显著增大,混合过程趋于剧烈。因此,研究不同罐容储罐的翻滚现象与临界密度差之间的联系尤为重要。本文采用商业数值软件FLUENT分别对5,000、10,000、30,000、50,000、80,000、100,000、120,000和160,000 m3储罐内分层LNG的翻滚现象进行数值分析,获得多罐容LNG储罐内的翻滚现象随初始密度差的变化规律,并确定各罐容的临界密度差范围。研究发现：LNG翻滚流速随着分层初始密度差的增加而增加,初始密度差是影响LNG翻滚的直接原因;同时,LNG翻滚的最大速度与初始密度差呈线性关系,即：当初始密度差越大,翻滚时最大速度越大,表征翻滚越剧烈,该线性关系式中的系数并非定值,其大小与储罐高度和直径等尺寸参数相关;此外,LNG发生翻滚时存在临界密度差,与储罐直径满足二次方函数关系,临界密度差随着储罐直径的增大而减小,分层的LNG达到临界密度差而更易发生剧烈翻滚现象;最后,本研究针对不同储罐罐容,提出临界密度差区间,且大容量的储罐装载分层LNG时更易产生翻滚现象。     

卧罐爆炸初始和二次碎片的特征及对立罐前壁和球罐支柱的危害性

卧罐爆炸产生的碎片具有很强的破坏性,可能导致相邻储罐的破坏,进而引发多米诺效应.因此,研究储罐爆炸产生的初始及二次碎片是非常重要的.将碎片分为爆炸罐体自身和储罐附件在内的初始碎片以及爆炸荷载作用下周边设施破碎所形成的二次碎片,针对初始及二次碎片的数量、质量以及抛射速度建立概率分布模型,利用LS-DYNA软件对初始与二次...     

LNG储罐内翻滚模型及翻滚现象的数值模拟研究

LNG的翻滚现象是LNG安全储存的重大隐患。目前对LNG储罐内翻滚发生的机理及过程还缺乏深入的研究。建立了LNG储罐内翻滚的物理模型和数学模型,并利用Fluent软件对密度差为0.5 kg/m3的5 000 m3储罐进行了数值模拟,清楚演示了储罐内发生翻滚的过程。研究表明:在重力的作用下,储罐内不同分层间由于密度差的存在,分层间的LNG会发生剧烈混合现象,即翻滚。通过模拟计算和分析,可以为储罐设计和实际生产操作提供依据。     

煤化工企业苯罐区泄漏的绕流特性

针对煤化工企业中苯储罐的泄漏问题,以河南神马尼龙化工厂苯储罐区为例,对苯储罐泄漏过程中的绕流特性进行数值模拟,并分别就单个罐体和多罐体罐区的涡量和速度矢量进行求解,结果表明:单个罐体的涡量衰减较慢,蒸气云团在尾流区产生乱流;而多罐体罐区周围出现偏流现象,涡激共振现象严重,同时尾流场存在明显的滞止区。     

夹层橡胶垫隔震液化天然气储罐地震响应分析

采用夹层橡胶垫作为LNG储罐的隔震装置,对LNG储罐在隔震前后的地震响应进行有限元分析。计算了隔震前后LNG储罐外壁在ElCentro波、Taft波和天津波作用下的地震响应。对模态、位移和加速度进行对比分析,得出了夹层橡胶垫隔震装置对LNG储罐的隔震效果。     

夹层橡胶垫隔震预应力液化天然气储罐地震响应分析

采用夹层橡胶垫作为LNG储罐的隔震装置,对LNG储罐在隔震前后的地震响应进行有限元分析.计算了隔震前后LNG储罐外壁在El Centro波、Taft波和天津波作用下的地震响应.对模态、位移和加速度进行对比分析,得出了夹层橡胶垫隔震装置对LNG储罐的隔震效果.