孤岛型石化基地LNG泄漏扩散及池火灾危险性分析

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现代化工业快速发展的背景下,石化产业成为国民经济支柱产业,其中石化产业园区危险化学品集中、大规模储存,各种危险源在空间上接近。作为重要的清洁能源之一,近年来天然气的消费量逐年上升,由于液化天然气事故频发,人们对液化天然气的安全问题也日益关注。事故统计报告显示,近十年内的天然气事故中,约76%的事故为泄漏事故。本文主要针对某岛型石化基地化工原料储罐区的LNG储罐连续泄漏事故场景下的蒸气云扩散以及池火灾进行研究,对事故发生的形成的危险范围进行预测。近年来数值模拟方法被视为研究流体泄漏和火灾爆炸事故的最好方法,本文通过对国内外研究学者的研究现状归纳总结,对LNG泄漏和池火灾进行危险特性分析,分别建立LNG泄漏和池火灾的数学模型,对岛型石化基地LNG事故进行危险性分析以及危险范围预测。对LNG泄漏蒸气云扩散的研究如下:LNG泄漏的数值模拟气象参数通过对2020年气象数据的统计分析得到;通过经验模型计算泄漏源强、以及湍流强度等模拟参数。分析不同风向、不同风速、不同环境温度对气云扩散的影响;根据气象统计数据计算得到不同季节主导风向下,蒸气云扩散的危险浓度范围,并对其整合,得到全年蒸气云扩散的危险浓度范围。对LNG池火灾的研究如下:对池火灾的特性进行研究,影响池火灾的主要因素时液池半径、燃料种类以及质量燃烧速率;分析风对池火灾的影响,结果表明,风对池火灾火焰有明显影响,火焰向下风向倾斜角度随风速增大而增大,风速为9 m/s时,火焰倾斜角度可达到55°;基于国家标准规范对比,该石化基地储罐之间的安全间距,符合规范要求,以经验模型和CFD数值模拟分别对风速3 m/s、5 m/s、9 m/s时相邻储罐接收到的热辐射值进行计算研究,结果表明,储罐能接收到的热辐射能量均超过储罐失效临界值,最小为14 kw/m~2,最大为50 kw/m~2。
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