液化天然气泄漏扩散和池火灾害研究现状与展望

液化天然气(LNG)作为一种清洁能源在造福人类的同时带来了一些安全挑战。自20世纪克利夫兰发生了严重的LNG泄漏火灾事故并造成大量的人员伤亡以来,众多学者开始重视液化天然气安全问题,并展开工作分析LNG主要危害,研究LNG危害防护措施。本文介绍了LNG的危险特性并综述了20世纪克利夫兰事故发生后至今主要的LNG泄漏扩散和池火灾分析以及防护研究工作。LNG危害分析工作包含LNG泄漏源项、蒸气扩散以及池火灾等主要危害分析;LNG危害防护工作涉及堤堰防护LNG泄漏,利用水幕和高倍泡沫控制LNG气体和火灾灾害研究等;并建立了数值模型描述LNG泄漏及相关事故危害特性,为进一步研究LNG灾害和防护提供了理论基础。针对LNG池火灾事故的热辐射危害,其事故预防、危害分析及危害控制仍需深入开展研究。本文展望了今后LNG池火灾危害分析和利用堤堰及高倍泡沫进行危害防护研究的主要方向。     

LNG加气站槽车泄漏事故树分析

以一起LNG加气站的槽车泄漏事故为分析案例,运用安全系统工程原理,采用事故树分析法,明确系统,确定顶上事件,绘制事故树,布尔代数法化简事故树,利用近似公式定性分析基本事件的结构重要度,分析了基本事件对事故的影响,提出了可行的防范措施,并引出泄漏事故的应急处置措施。     

液化天然气泄漏事故危害与处置措施

泄漏是天然气供应系统中最典型的事故,LNG火灾和爆炸绝大部分都是由泄漏引起的,研究LNG泄漏的相关问题对于LNG安全具有重要价值.本文主要介绍LNG泄漏后的扩散规律及危害特性,并在此基础上给出相应的计算和处置方法,为类事故的应急处置提供参考.     

LNG泄露后果的预测模型

液化天然气（LNG）在全球的贸易额正在逐年增长，尤其是在中国能源进口贸易中已经成为继石油之后的主要能源产品，对于它的安全使用问题已经变得非常重要．针对LNG储存以及运输过程中可能导致的泄漏问题以及相关的安全问题，采用了计算流体力学为基础的计算机模型MTB，DEGADIS，FEM3A，并使用小规模的物理实验对模型进行检验，以达到精确和经济的预测结果．解决了传统实地物理模拟费用高昂，参数又难以控制的问题．在对物理模拟的难点进行了总结的基础上，提出了解决方案——超低速（ULS）风洞实验，并用于新一代的预测模型FEM3A的研究，以及预测模型的发展方向和实现方法——获得更高次的紊流闭合模型，并不断利用物理模拟对其进行检验修正．     

石油气罐车爆炸燃烧事故树分析方法研究

使用事故树分析法,以临沂金誉石化有限公司"6·5"罐车泄漏重大爆炸着火事故为例,对石油气罐车爆炸事故进行分析,构建石油气罐车爆炸燃烧事故树。利用故障树分析软件,得到影响顶事件发生的最小割集和最小路径集,对基础事件的结构重要性系数进行了计算和排序,确定了影响事故发生的主要因素为接地不良所导致的油罐静电放电,以及静电积累所导致的油罐静电放电、油气泄露、油库通风不良导致油气达可燃浓度等因素,为了预防类似的石油罐车发生爆炸燃烧事故,提出相应的预防措施。     

基于故障树的LNG船舶装卸货泄漏事故分析

随着全球对LNG需求的不断上升,LNG船舶不断呈现大型化发展的趋势。同时,由于LNG具有低温、易燃易爆等固有的特殊危险性,LNG船舶装卸货过程中的安全问题随之突显。因此,针对LNG船装卸货泄漏事故,基于故障树分析法对可能造成LNG船装卸货泄漏事故的船舶因素进行分析,并建立故障树模型,求出该模型的最小割集和结构重要度系数并排序,根据底事件概率算出顶事件发生概率,提出控制风险的建议措施。     

厌氧反应器人因失误风险计算

为了准确辨识和预防人因误操作导致沼气泄漏,提出了厌氧反应器人因失误风险计算方法,包括概率计算、后果严重度计算和风险等级判定3部分。首先,基于对人为因素分析与分类系统(HFACS)的细化,构建了厌氧反应器人因失误风险评估安全检查表,归类总结出4大类11小类140条安全检查信息,并将其纳入通用人因失误安全检查表中;通过层次分析法确定安全检查表各项权重值,筛去重要度低的条目;依据精简后得到的人因失误原因构建事故树,获得人因失误导致泄漏事故出现的概率值;然后通过模拟实验回归拟合出泄漏事故后果定量计算预测模型,计算得到后果值;依据后果严重度指标分级和事故出现概率分级建立人因失误风险矩阵,最后依据概率值和后果值分析确定厌氧反应器人因失误的风险等级,重点预防高风险人因失误因素。     

基于声波法的天然气管道泄漏检测与定位系统研究

天然气因清洁、安全、经济,渐渐成为主流能源。但是人为与非人为因素导致的泄漏事故时有发生。为提高天然气管道运输安全,采用多软件联合仿真并结合实验研究的方法,探究一条低成本检测与定位天然气管道泄漏的新途径。声源仿真基于气动声学中偶极子与四极子声源理论,信号处理基于小波变换理论,泄漏检测与定位基于时延定位法。在仿真实验的基础上,搭建实验台,通过仿真与实验相结合,验证此方法的可行性。结果表明,运用多软件联合仿真声源数据的方法,捕捉定位泄漏声源,研究管道安全问题,可以减少实验次数,提高检测效率,为后期实际工程应用提供理论依据。     

大型液化烃罐区危险分析及控制

从近年来我国大型化工罐区的发展趋势以及安全现状论述了对大型罐区进行安全分析研究的必要性,初步辨识液化烃罐区火灾爆炸事故的危险源,然后应用事故树分析方法以“储罐火灾、爆炸事故“为顶上事件,对液化烃罐区发生泄漏、火灾爆炸事故进行定性分析,并在此基础上提出相应的预防与控制措施。     

用SAFETI定量评价液氯泄漏事故的风险

基于液氯储运过程中的安全现状分析和事故统计，结合挪威船级社的定量风险分析软件SAFETI（Software for Assessment of Flammable，Explosive and Toxic Impacts），分析了氯气的危险特性以及液氯储运过程中因泄漏而导致的毒害危险性，归纳出了液氯储运过程中可能发生的各种泄漏事故类型；并运用SAFETI软件对某液氯槽车发生泄漏后的毒性危害后果及风险进行定量评价，建立具针对性的评价模型，模拟预测事故后果及风险，取得了液氯泄漏毒害事故危害程度和范围及造成的个人风险和社会风险的计算机模拟图表及报告等，对预测、预防液氯泄漏毒害事故以及减少事故造成的人员伤亡和财产损失具有X-．程应用价值．     

长株潭地区运输车船推广LNG清洁能源应用研究

通过对湖南省新能源和清洁能源推广应用情况分析,并结合实际,总结了LNG在长株潭地区推广的有利条件和障碍,提出了LNG清洁能源推广的实施目标和步骤,并从政府政策扶持、行业部门支持及企业服务保障三个方面给出了推广应用建议.     

隧道内液化天然气管道泄漏爆炸过程的数值模拟

 为了解隧道内液化天然气(LNG)管道泄漏爆炸事故的发展规律,以某实际工程为例,运用计算流体动力学方法建立隧道内LNG管道泄漏爆炸模型,分别以3种不同的边界条件对LNG泄漏爆炸过程进行了数值模拟计算。针对隧道两端为固壁和设泄压结构2种情况下的爆炸过程,通过数值模拟得到了3种不同泄漏强度条件下隧道内LNG泄漏爆炸峰值超压情况,并以此为依据判定其破坏性。结果表明,隧道两端为固壁或设泄压结构时,在泄漏强度最小及最大2种情况下爆炸形式均为爆燃,会对隧道内设施产生较严重破坏;泄漏强度居中的情况下,则会发生爆燃转爆轰过程,破坏力极强,应避免此种情况的发生。     

大型LNG储罐外罐环向预应力筋布置优化

大型LNG(液化天然气)储罐的外罐采用预应力混凝土结构,用来负责收集由于偶然原因从內罐中渗漏出的液化天然气。內罐在泄漏状态下内力分布和变形较为复杂。我国LNG事业起步较晚,国内对大型LNG储罐外罐的研究较少,尚不能完全自主设计大型LNG预应力储罐。为打破大型LNG储罐国外技术垄断,实现国内自主设计提供理论依据,以某16万m3LNG储罐为例,应用大型有限元软件ANSYS对內罐泄漏状态下的外罐进行有限元分析。根据內罐泄漏状态下外罐应力和变形规律,逐步优化外罐环向预应力筋配置。最终提出合理的环向预应力筋布置方案。     

浮式液化天然气生产储卸装置重气泄漏扩散模拟分析

为了研究浮式液化天然气（FLNG）生产储卸装置的甲板上部区域储罐发生泄漏后的扩散后果,建立了FLNG装置甲板上部区域的泄漏扩散模型,并利用计算流体力学（CFD）技术对其进行了液化天然气（LNG）重气泄漏的扩散模拟,得到了扩散后的区域影响结果,模拟结果满足重气扩散过程的堆积理论和低压卷吸理论．结果表明：该模型和模拟方法能够在一定程度上反映LNG泄漏扩散的真实物理情况,当离生活区最远储罐的前表面发生泄漏后,其泄漏范围不会扩散到生活区,对生活区没有影响;而当位于FLNG中部附近的储罐前表面发生泄漏后,在动力区建筑物的影响下,生活区背风处会形成低压空腔区,且该区域的LNG浓度较高．     

乙烯深冷分离工艺中LNG冷能利用的可行性

充分利用液化天然气（LNG）携带的冷量,不仅可降低下游天然气供气成本,还可减少LNG汽化带来的环境污染;传统乙烯深冷分离工艺需压缩制冷系统提供不同温位的冷量分离裂解气,消耗大量压缩功耗.将LNG冷量用于30万吨/年乙烯装置的深冷分离工艺,取代部分压缩制冷负荷的集成利用研究结果表明:LNG冷量在乙烯分离工艺中的利用率达76.5％,可替代原工艺中的冷量负荷约22472 kW,节省丙烯、乙烯、甲烷冷剂三机压缩制冷的功耗约11968 kW,大大降低乙烯装置的能耗成本.但LNG冷量仅与乙烯分离工艺集成,传热过程火用效率较低,建议将LNG冷量集成利用于两种或以上冷量利用工艺中,从而减少利用过程的冷火用损失,提高LNG冷量的利用效率.     

废旧橡胶低温粉碎中LNG冷能利用的集成分析

为降低废旧橡胶低温粉碎生产精细胶粉的能耗,提出了集成利用液化天然气(LNG)冷能的液氮冷冻粉碎法和低温氮气冷冻粉碎法两种工艺,并对其进行用能分析.研究结果表明:(1)空分装置利用LNG冷能生产液氮,产品能耗可降低60.2%,利用每吨LNG的冷能可节省用电244.3kW · h,冷能利用的效率达到60.7%,精细胶粉的生产能耗可降低126.4kW · h/t;(2)废旧橡胶低温粉碎装置紧邻LNG接收站时,直接利用空分装置副产的氮气和LNG冷能生产低温氮气用于废旧橡胶的冷冻和粉碎,相对于空气冷冻法,精细胶粉的生产能耗可降低437.3kW · h/t,利用1吨 LNG的冷能可节省用电276.3kW · h,冷能利用的效率为70.7%.     

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.     

深圳LNG接收站泄漏风险模型预评价研究

针对深圳LNG接收站中的LNG储罐、BOG压缩机、高压输送泵、再冷凝器、气化器、计量站及高压外输管线等易产生泄漏的设备及工艺过程,建立泄漏风险预评价模型及可辨识的泄漏风险源,然后预测接收站内各类设备泄漏事故发生频率,选用对照标准法、道氏(Dow’s)火灾爆炸指数法和SAFETI软件3种评价方法,分别从泄漏扩散后果、火灾后果、爆炸后果3个方面进行模拟计算和分析,同时进行了火灾爆炸指数计算.     

吸收LNG冷能的丙烷冷凝器低温传热性能

利用丙烷作为中间介质回收LNG冷量是解决LNG冷能利用过程中大温差传热问题的有效途径。对超临界LNG丙烷在冷凝器中的传热进行理论研究。根据丙烷所处的状态将LNG与丙烷的传热分为过热区、两相流区及过冷区。通过参数分析研究丙烷入口温度、冷凝器尺寸、丙烷流量等对冷凝器整体传热结果的影响规律。结果表明:适量增大LNG流量、减小丙烷通道的尺寸有利于LNG冷量的回收,而过热丙烷的入口温度对LNG冷量的回收影响不大;提高冷凝器传热效能的途径包括:找出最佳丙烷入口温度、适当减小丙烷流量以及减小丙烷通道尺寸。     

液化天然气冷藏车冷量回收理论与稳态实验研究

根据我国冷藏运输行业发展现状和趋势以及液化天然气(LNG)汽车的普及与推广,分析了回收LNG冷量用于冷藏车的优越性和可行性,并对其冷量进行了匹配计算,提出了清洁、环保、节能的直冷式LNG低温冷藏车流程方案.由于LNG的危险性,以液氮为替代工质,开展了直冷式低温冷藏车冷量回收稳态实验研究.结果表明:系统稳态运行效果理想,LNG气化复温所提供的冷量充足;冷藏厢内温度能顺利降低到-20℃,厢内各测点温差在4℃以内,降温速度和温度场的均匀性都符合相关规范技术要求;系统方案切实可行,节能效果明显,具有显著的经济和社会效益.