氨制冷系统安全完整性等级的确定

在安全完整性等级的评价过程中定义了风险概率降低值Q_○rpr,并给出了Q_○rpr的计算公式.Q_○rpr是用来表征风险概率降低的大小,其数值大小与系统安全完整性等级所要求的失效概率存在对应关系,进而可以确定系统的安全完整性等级.在经典的HAZOP-LOPA评价方法中融入Q_○rpr的计算,可以更加准确、快速地评价系统的安全完整性等级.采用该方法对氨制冷系统进行安全完整性等级评价.分析了氨制冷系统可能发生的泄漏爆炸事故,并对其安全相关系统进行了安全完整性等级评价,验证了该方法的有效性和可行性.     

基于生物质气化湿式净化装置防冻技术模拟研究

提出一种利用生物质气化装置加热空气对净化间采暖的方法,按传热学基本理论进行建模,推导出计算盘管出口空气温度的线性方程及计算采暖后净化间温度的非线性方程.以某生物质气化站数据为例计算盘管内径为0.08,0.10,0.12 m时满足采暖要求所需盘管长度及风速,验证了该方法的可行性.利用软件Origin对计算得出的净化间温度值进行线性拟合,求出了净化间温度与风速之间的对数函数关系式.确定了风速的设定范围,并对比了采暖能耗与采暖产热量.相比于传统的电暖气,可降低能耗95%以上.     

玉米芯生物质灰的物理化学特性

采用X射线荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜、粒度分析等实验方法研究了不同灰化温度(600℃和815℃)下制得的玉米芯灰的理化特性.利用马弗炉灼烧实验考察了灰化温度和保温时间对灰分量的影响,并通过扫描电镜-能谱联用技术对生物质气化站现场采集的玉米芯灰的灰成分和灰形态进行了分析.研究发现,灰化温度对灰粒度、灰分量、灰成分、灰形态和物相变化均有明显影响,但对积灰结渣特性影响不明显;灰的主要组成元素为钾和氯,玉米芯热解气化排放钾的主要形式是氯化钾;灰表面的形态各异,600℃灰化时形成絮状的大颗粒,815℃时灰表面发生软化熔融,絮状物减少.该研究可为生物质燃料经热化学转化后的燃气净化及生物质灰的综合利用提供指导.     

不同农业生物质废弃物的热解特性及动力学对比

为了充分利用农业生物质废弃物进行热解气化,以玉米芯、花生壳、稻壳和稻秸为研究对象,以高纯氮气为载气,通过热重分析和质谱分析联用技术,考察了其热解过程的失重机制、热流变化规律、小分子可燃气体(CO,H_2和CH_4)的释放规律及综合热解特性.结果表明,生物质的热解失重主要发生在220~410℃,玉米芯在该区间的失重最高,占总失重的80%~90%;挥发分综合释放指数D:玉米芯稻秸稻壳花生壳,活化能:稻壳玉米芯稻秸花生壳,固体剩余物:稻壳花生壳稻秸玉米芯,总体上看,玉米芯和稻秸的热稳定性较差,而稻壳和花生壳的热稳定性较好;通过Coats-Redfern法计算得到了相应的活化能和频率因子,计算结果与热重试验基本一致.     

不同参数对综放工作面尘流运动规律的影响

基于耦合的离散相模型,应用CFD软件对综放工作面内的尘流规律进行数值模拟,对比研究不同倾角、不同配风量、不同粒径粉尘参数对综放工作面粉尘浓度分布规律的影响,并与现场实测的粉尘浓度分布情况进行对比分析.结果表明,大倾角综放工作面内风流更趋于流向靠近煤壁的空间.倾角增加,呼吸性粉尘运动活跃.适当增大风量后,呼吸性粉尘易被风流携带,粉尘浓度降低明显,但风速过大易产生二次扬尘.     

复合型工艺风险评估模型的研究及其现场应用

充分考虑石化装置的复杂工艺特点,建立了基于贝叶斯网络的危险与可操作性研究(HAZOP)、保护层分析(LOPA)、领结分析(Bow-Tie分析)于一体的复合型工艺风险评估模型.首先编制系统故障树,将其映射成对应贝叶斯网络,利用Ge NIe软件实现贝叶斯双向推理进行故障预测和诊断,找出最容易导致事故的风险贝叶斯故障节点;然后运用HAZOP-LOPA集成分析研究该节点参数出现偏差的原因及后果,通过独立保护层失效概率评估风险等级;最后对剩余风险等级较高的事件进行Bow-Tie分析,辨识出使保护层持续有效的关键活动,进而控制后果严重的工艺安全事故.以辽河石化公司的延迟焦化装置为例对该风险评估模型进行了现场应用.     

基于BN-bow-tie的生物质气化中毒事故分析

通过将故障树转化为贝叶斯网络,计算生物质气化中毒事故发生的概率为1.202 98×10-4/d,利用贝叶斯网络双向推导与诊断的功能计算基本事件的后验概率及重要度,从而分析出系统中导致事故发生的薄弱环节.结合bow-tie法同时分析导致薄弱环节失效的因素及失效后可能会出现的后果,基于此得出防止薄弱环节失效的预防措施以及失效后采取的控制措施,进而降低事故发生的概率;对薄弱环节阀门泄漏采取措施后,可使得中毒事故发生概率降低20.92%,最终达到降低事故发生概率的目的.     

基于FLUENT的大倾角综放面通风降尘系统

针对大倾角综放工作面倾角大、风流运动多变导致通风系统复杂、最优排尘风速难确定等问题,基于气固两相流动理论,建立大倾角综放工作面仿真模型.通过FLUENT软件进行数值模拟,研究了不同通风方式下综放工作面风流运动规律和粉尘分布、上行通风与下行通风的降尘机理及大倾角综放工作面的最优排尘风速.结果表明:上行通风时,人行道空间的沿程粉尘质量浓度为1200~1600mg/m3;下行通风时,人行道空间的沿程粉尘质量浓度为460~600mg/m3.下行通风方式更加适用于大倾角综放工作面.最优排尘风速为25~28m/s,入口风速不宜超过30m/s.对比工作面现场实测粉尘质量浓度与数值模拟分析可知,二者结果较为一致,验证了数值模拟结果的可靠性与准确性.研究结果可为大倾角综放工作面采取有针对性的防尘措施提供理论指导.     

稻壳和稻草的热重-质谱分析及其反应动力学

采用热重-质谱(TG-MS)联用对比研究了氮气气氛中稻壳和稻草在升温速率分别为5,20℃/min时的热解行为,分析得到了稻壳和稻草热裂解过程产生的小分子气相产物(CO,CO_2,CH_4,H_2)随温度和升温速率变化的释放规律.结果表明:稻壳和稻草的热解过程可分为脱水干燥预热解阶段、挥发分析出快速热解阶段和残余物裂解炭化阶段;稻草热解总失重率约为75%,稻壳约为55%,而且稻草的热解特性指数高于稻壳;稻草热解释放生物质燃气主要成分(CO,CH_4,H_2)的离子流强度明显高于稻壳;用Coats-Redfern法计算生物质的热解动力学参数,表观活化能和挥发分初始析出温度均是稻草稻壳,这与实验结果吻合,表明相同条件下稻草的热解性能优于稻壳.     

复杂系统安全评价模式的集成研究及应用

为了充分提高对复杂系统安全评价的准确性与可靠性,提出了将危险度评价法、HAZOP分析、LOPA研究与Bow-Tie分析有机结合的复杂工艺系统安全评价模型.首先应用危险度评价法确定系统中危险度等级较高的单元,对其进行详细的HAZOP分析;然后利用LOPA对后果严重的事故场景进行研究,依据半定量风险矩阵评估事故的剩余风险等级,借助于LOPA完善HAZOP分析;最后通过Bow-Tie分析详细识别出防止防护层失效的关键措施,从根本上避免有重大伤亡或财产损失的工艺安全事故的发生.以辽河石化公司的重油催化裂化装置为例进行应用研究,验证了该模型的适用性与可靠性.