炼镁还原罐内传热与化学反应的耦合特性

为了综合分析还原罐内传热过程及化学反应过程对Pidgeon炼镁工艺中产镁速率和反应转换率的影响机理,建立了具有耦合特征的传热和反应动力学模型。利用该模型对炼镁过程进行了数值模拟,获得了还原罐内的温度和产镁速率的空间分布和时间分布,并分析了罐外等效换热系数对上述结果的影响。结果表明:罐中心区域与罐壁处的温度及反应速率存在较大差值;球团的吸热反应特性及导热热阻是影响产镁速率和反应转换率的主要原因,而等效换热系数在达到一定数值后,对罐内的工作过程影响不大。     

炼镁还原罐内传热与化学反应的耦合特性

为了综合分析还原罐内传热过程及化学反应过程对Pidgeon炼镁工艺中产镁速率和反应转换率的影响机理,建立了具有耦合特征的传热和反应动力学模型。利用该模型对炼镁过程进行了数值模拟,获得了还原罐内的温度和产镁速率的空间分布和时间分布,并分析了罐外等效换热系数对上述结果的影响。结果表明:罐中心区域与罐壁处的温度及反应速率存在较大差值;球团的吸热反应特性及导热热阻是影响产镁速率和反应转换率的主要原因,而等效换热系数在达到一定数值后,对罐内的工作过程影响不大。     

基于PHAST的化工园区液氨泄漏后果模拟分析研究

为了保障化工区的生产安全以及员工的生命财产安全,利用挪威船级社的PHAST软件,建立数学物理模型,通过设定不同的事故情境、气候条件、泄漏管道的直径、泄漏时间、地面粗糙程度等因素对化工园区液氨泄漏后果进行模拟分析,获得液氨泄漏后园区气体扩散中毒与死亡情况、喷射火影响范围、早起爆炸影响等模拟结果。该分析结果将直观地展示液氨泄漏后的影响范围、危险程度,可为企业事故现场员工自救,为企业进行事故控制、采取安全措施提供帮助。     

加氢站氢气事故后果量化评价

定量研究了加氢站内物理爆炸、闪火、射流火焰和气云爆炸四种典型氢气事故后果,考察储氢压力、泄漏孔径以及风速大小对事故后果的影响规律.研究结果表明:物理爆炸和气云爆炸的有害影响距离最大,可分别作为瞬时泄漏和连续泄漏的决定性后果;物理爆炸、闪火、气云爆炸和射流火焰的有害影响距离均随着储氢压力和泄漏孔径的增大而增大,但在各个方向上的增幅表现出不同的规律;在大风天气条件下,加氢站氢气泄漏事故可造成更为严重的危害.     

汽油储罐泄漏扩散三维动态研究

10 000 m³的立式内浮顶储罐在成品油站场中数量最多,为研究汽油泄漏扩散行为,考虑相邻罐之间的影响,通过FLACS软件,按照标准建立罐区三维模型,基于pool模块,分别讨论液池和可燃气云在不同泄漏速率、温度、风速影响下的扩散行为。研究结果表明,双罐区的液池和气云扩散主要受相邻储罐的阻挡而绕流扩散,随后与单罐区一样,受到防火堤的约束;根据在30 s形成的液池面积大小及可燃气体扩散最远距离来评价汽油泄漏后的灾害严重程度,发现泄漏速率越大、风速较小且稳定时,液池及可燃气云扩散速度越快,危险程度越高,而温度对液池扩展及气云扩散影响较小;结合监测点的实时气体浓度信息及GB 50493——2019相关规定,建议罐区可燃气体探测器设置在泄漏源附近,高度设置为0.3 m。     

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ALOHA的氯乙烯储罐泄漏事故模拟研究

为控制危险化学品泄漏引发的事故危害,提高化工生产本质化安全,以天津市滨海新区某化工厂氯乙烯储罐为例,在事件树方法预测其泄漏后果的基础上,分析各后果发生的可能性,利用ALOHA对其后果影响范围进行模拟,得到可能事故场景下的氯乙烯毒气扩散区域、闪火可燃区域和蒸汽云爆炸超压冲击波影响区域,结果表明:毒气扩散事故影响范围最广,蒸汽云爆炸事故冲击波影响后果最严重。根据卫星云图对影响范围进行实地拟合,按照事故后果严重程度划分不同级别的警戒区域,针对各级别提出切合实际的日常管控措施和应急救援对策。该研究为氯乙烯泄漏事故预防管理和救援处置提供有效信息,为危化品泄漏事故的预防管控提供新方法和新思路。     

超低温作用下LNG储罐外壁变形分析

当LNG储罐内罐泄漏时低温液体直接与外罐混凝土接触,使外罐内壁与外壁之间形成明显的温差。分析了超低温作用引起的内外温差对整个结构内力的影响,得到了储罐外壁在超低温作用下温度分布规律及其变形规律。结果表明:超低温作用下LNG储罐外壁温度分布由内而外呈线性分布,罐壁的温度分布比较均匀;低温作用罐壁的变形比理想状态增大很多,且随内外温差的增大变形有所增长。     

液化石油气泄漏的危险性分析及其事故后果评价方法

液化石油气（LPG）在其运输和存储过程中存在着各种与火灾和爆炸相关的危险性。由于LPG的泄漏可能导致包括闪火，不可控蒸气云爆炸，沸腾液体膨胀蒸汽爆炸等一系列灾害的发生，针对上述的各种灾害的具体发生条件及其危险性进行了分析；在事故后果评价中采用量化风险分析，提出了沸腾液体膨胀蒸汽爆炸和不可控蒸气云爆炸对周围人员可能造成伤害的评价方法。     

金属锂还原罐内化学反应与传热耦合特性

为了分析真空热还原制取金属锂的还原效率和还原率,综合考虑罐内球团传热和化学反应,建立了传热与反应动力学耦合模型.利用该模型对单球团和还原罐内球团还原过程进行数值模拟,得到了球团温度及还原率的时间分布,并分析了罐外换热系数对球团还原过程的影响.结果表明:球团低导热率和反应等效热汇是影响还原过程的主要因素,罐中心区域和罐壁处的温度和反应速率存在较大差值;还原初期传热为还原过程的主要控制因素,而反应后期化学反应为主要控制因素;罐外换热系数对还原过程影响不大,增强罐内传热是提高还原效率的有效途径.     

乙烯球罐区多源泄漏爆炸数值仿真

储罐是储存石油化工产物的重要组成部分,使用年限增长导致罐体腐蚀损耗或人为不当操作等原因可能引发危险化学物质泄漏。为研究球罐区乙烯气体泄漏爆炸发展规律,使用CFD软件FLACS对西安市某能源化工厂中的乙烯罐区泄漏爆炸事故危害进行了定量评估,还原了罐区内乙烯气体单源及多源泄漏场景,并将泄漏所产生的不规则气云耦合进该软件的气体爆炸模块,设置火源进行气体爆炸模拟,得到其爆炸超压对各储罐的影响。研究表明:泄漏产生的可燃性气云大部分浓度较低,且该部分气体流速较慢;多源泄漏不同射流气体间通过卷吸及直接碰撞相互影响,减慢了泄漏气体的扩散,当泄漏源间距较大时,该影响可忽略不计;单源泄漏发生爆炸产生的爆炸超压仅为1.63～6.87 KPa,多源泄漏发生爆炸时超压显著增大,为1.98～20.37 KPa.该研究对罐区的安全管理及事故预防具有一定的指导意义。     

基于重大危险源区域定量风险评估方法的液氨泄漏社会风险与个人风险评估研究

采用重大危险源区域定量风险评估方法（CASST-QRA）,对选择实际案例液氨灌区,在给定泄漏模式、灾害模式和扩散条件下,进行事故后果、社会与个人风险评估依据. 结果表明,8 种不同类型的泄漏模式,在灾害模式为扩散的前提下,风速与大气稳定度对事故后果的影响较大;在风速“静风、1.2 和2.3 m/s”、大气稳定度“E 类、E 类、D 类”的条件下,死亡事故后果的半径已经波及到厂内较大部分区域;在40.1 m/s、A 类的条件下,各种类型事故后果影响的死亡半径已经不呈现,仅仅表现为重伤、轻伤,且半径相同、半径较小（2 m）;在灾害模式为物理爆炸时,液氨储罐的事故后果为死亡半径12 m、多米诺半径17 m,同样波及到与液氨灌区相邻的建构筑物;液氨储罐单元的个人风险满足国家标准给出的可容许个人风险标准的要求,液氨储罐单元的发生事故时,其社会风险值部分落在了尽可能降低的区域内、部分落在了可接受区域内,采取相应的安全措施会使社会风险值全部在可接受范围内.     

液氨项目的环境风险分析

本文通过对氯气泄漏量预测、对氨罐火灾爆炸伤害半径及损害等级划分,提出了较完整的液氨泄漏和氨罐爆炸应急预案.     

考虑腐蚀储罐底圈壁板的时变可靠度分析

准确掌握在役储罐的健康状况可以为储罐维修维护提供决策支持。通过分析储罐底圈壁板强度失效的影响因素,建立底圈罐壁结构抗力的衰减模型;根据灰色理论建立非等间距GM(1,1)的底圈罐壁腐蚀速率预测模型,采用储罐历年的检测数据对底圈壁板的腐蚀速率进行预测,并对预测的精度进行检验;通过对实测数据的统计分析得到底圈壁板腐蚀深度及罐内液体载荷的分布特征,根据可靠性理论建立底圈壁板的时变可靠性模型,并利用广义随机空间内改进的一次二阶矩法求解可靠性指标。结果表明:底圈壁板的腐蚀深度和罐内油、水的高度符合正态分布;预测模型的拟合精度较高;储罐在服役22 a后其失效概率超过10-3,应对底圈罐壁进行适当的维修与维护。     

基于Fluent的城镇LPG管道泄漏事故后果及影响因素分析

为分析城镇LPG管道泄漏扩散规律及其影响因素,建立了重气在大气中泄漏扩散的FLUENT数值模拟模型,并与实验结果进行对比,验证了基于FLUENT的重气扩散数值模拟模型的可行性和准确性。以某城市LPG管道为研究对象,利用RNG k-ε模型,分析了环境风速、障碍物以及城镇地形条件对LPG泄漏事故后果的影响。结果表明,风速的增加造成泄漏源处形成的膨胀云层减小,加剧了LPG在下风向的输运,增大了近地面区域LPG泄漏的危险性。障碍物的宽度越大,迎风面对LPG管道泄漏扩散的阻挡效应愈显著,有利于抑制LPG气云向背风侧近地区域的扩散蔓延,但应注意背风面涡流造成火灾爆炸危险性加剧的现象。当LPG管道在低洼地形和城市高楼间泄漏时,LPG管道泄漏事故危险性急剧增加。     

大尺度正庚烷流淌火试验

针对液体燃油储运过程中泄漏引发的火灾爆炸事故,设计并搭建液体燃油流淌火燃烧试验平台,进行了正庚烷流淌火试验。分析了4种不同泄漏速率下正庚烷流淌火的火焰前沿位置、燃烧面积、蔓延速率、燃烧速率等特征参数的变化规律。研究结果表明:正庚烷流淌火的燃烧蔓延阶段性特征明显,其典型参数均随泄漏速率正相关变化。正庚烷流淌火的稳定线燃烧速率为4.56×10~(-5)m·s~(-1);而泄漏速率每增加1 L·min~(-1),相应的初始蔓延速率增加6 mm·s~(-1)。     

油田轻烃储罐的蒸气云爆炸后果模拟

轻烃是油田中常见的一种危险化学品,其储罐的失效泄漏可能导致多种严重后果,造成重大的人员伤亡和财产损失.分析了轻烃储罐泄漏和泄漏后发生蒸气云爆炸事故的特点,采用TNT当量法对某油田轻烃储罐发生蒸气云爆炸的后果进行计算,得到伤害区面积与泄漏时间的关系及不同泄漏时间、泄孔面积所对应的伤害半径.对计算结果进行讨论,并提出了降低事故损失的建议.     

储油罐的变位识别与罐容表标定

为研究储油罐罐体变位(罐体的位置发生纵向倾斜和横向偏转,纵向倾斜角度横向偏转角度分别为α和β)后对罐容表的影响,即储油罐罐内储油量与罐内油位高度及变位参数之间的一般关系,我们运用微积分以及几何学的知识,通过数学计算分别计算出了在无变位进出油及倾斜进出油的情况下罐内储油量与罐内油位高度之间的函数关系式,分析研究了储油罐的变位识别与罐容表标定问题。并用matlab编程,求其结果和绘画图形,讨论小储油罐变位后对罐容表的影响,并建立模型求解,最后解出最佳模型。     

某农副产品市场液氨泄漏事故后果模拟

液氨具有强腐蚀性、毒性,常以液态形式储存,使用过程中若管控不力极易发生泄漏中毒事故甚至发生火灾、爆炸事故。为帮助企业进行风险分级管控,预测各类事故发生后可能造成的影响,指导企业做好应急救援、应急物资、装备的准备工作。以北京某农副产品市场为例,利用挪威船级社的DNV-GL safeti-phast软件,对其制冷时使用的危险品液氨进行了泄漏、火灾、爆炸等类事故的模拟和分析,得出了在不同天气条件下发生不同灾害的影响范围,划分了不同影响区域。     

液氨泄漏事故的污染扩散研究

氨气通常采用常温高压或低温加压的方式液化储存,而液氨具有特殊毒性和影响,为了了解液氨泄漏扩散时的范围和影响,通过某案例的背景资料利用高斯烟羽模型对液氨连续泄漏源进行建模,利用MATLAB软件对模型进行模拟,定量分析液氨泄漏扩散全过程.经计算可得,对于假定发生的泄漏事故,重伤半径为53m,刺激半径为200m,以车间最高允许浓度(MAC)为毒性终点,该液氨泄漏事故的影响距离为278m,这对制定及时有效的防灾对策,减少人员伤亡和降低环境污染危害具有重要的现实意义.