开敞空间氢气爆炸特性数值模拟研究

为研究开敞空间氢气爆炸危害,基于Fluent流体力学计算软件建立开敞氢气-空气爆炸的三维数值模型,在此基础上,模拟和分析了边长为0.5、1.0、2.0、3.0 m的立方体预混氢气-空气爆炸,并将数值模拟结果与TNO多能法和BST法的爆炸强度等级进行对比。结果表明,火焰传播距离约为初始氢气半径的2倍。爆炸最大压力出现位置的无量纲距离与气云初始半径近似成线性关系。TNO多能法和BST法爆炸强度等级的选择应根据气云初始尺寸的增大而增加。

多孔材料对泄爆管道LPG爆炸抑制效应的影响研究

为探究多孔材料对泄爆管道液化石油气(LPG)爆炸传播特性的影响特征,采用自主搭建的气体爆炸测试平台,分析不同厚度及孔隙度的碳化硅多孔材料对火焰传播特性和爆炸超压的影响。结果表明:安装多孔材料可有效阻止泄爆管道中LPG爆炸火焰的传播;随着多孔材料孔隙度和厚度的增加,LPG火焰的传播距离、传播速度和强度均减小,其中,材料孔隙度对阻火效果的影响更大;同时多孔材料可降低泄爆管道中LPG的最大爆炸超压,当材料安装位置后端气体未被引燃时,增加多孔材料的孔隙度和厚度,材料前端(PT1、PT2)的最大爆炸超压增大,材料后端(PT3)的最大爆炸超压接近于静态破膜压力。材料孔隙度和厚度的阻火效应表明:在工程应用中,当材料强度达标后,应优先考虑增加材料的孔隙度来进行阻火。

基于行为安全“2-4”模型的港口企业伤亡事故原因研究

为了找出港口企业伤亡事故的主要致因,探索港口企业安全管理重心,以某港口企业发生过的30起伤亡事故作为案例,采用行为安全“2-4”模型,对导致事故的直接原因、间接原因、根本原因和根源原因进行分类统计与分析。分析结果表明:港口企业伤亡事故存在15类不安全动作和8类不安全物态,不按操作规程佩戴安全带、安全帽等劳保用品和设备设施缺陷、老旧、故障是最为突出的直接原因;安全意识、安全知识、安全习惯欠缺是导致事故的重要间接原因;事故的根本原因主要体现在缺乏安全规章制度、操作规程、作业指导书和无安全技术交底或不充分;引起事故的根源原因是安全文化的缺失。最后根据分析结果,提出了针对性的事故预防措施。

液体浸没条件下锂离子电池新型热灾害的研究进展与挑战

在“碳达峰、碳中和”的背景下,浸没式液冷技术是具有良好应用前景的锂离子电池热管理技术之一。在新一代热管理系统中,锂离子电池热失控诱导火灾依然是一个重大的安全隐患。本文全面梳理了当前浸没式液冷技术的研究进展,分析了浸没条件下锂离子电池热灾害的多种模式,提出锂离子电池新型热灾害的研究趋势。首先,介绍了浸没式液冷技术及其优劣势、液冷方法以及液冷介质,重点介绍了相变液冷技术以及部分常用液冷剂的物性参数;其次,梳理了近年来浸没式液冷技术的进展与政策;再次,从浸没条件下锂离子电池老化、热失控以及二次灾害等方面对浸没条件下新型锂离子电池热灾害的模式进行了深入分析和讨论,并指出现有研究存在的不足;最后,提出未来浸没式液冷条件下,新型锂离子电池安全防护技术研究的发展方向。文章有助于提升浸没条件下锂离子电池组热安全性,增强热灾害发生后的应急能力。

人员密集场所突发火灾事故应急疏散能力分析

本文针对人员密集场所空间结构特征和火灾事故特点,从场所的疏散通道、疏散设施、人员聚集特性及应急疏散管理等方面辨识了突发火灾事故人员应急疏散能力的影响因素,给出了场所应急疏散空间的评估因素、评估指标以及以疏散路线、疏散照明和疏散标识为主的场所应急疏散能力检查表,提出以人员群集指数、人员群集流量系数来反映人员群集流动特性。在此基础上,根据火灾蔓延对疏散路径的影响状况将人员密集场所的应急疏散风险划分为较高、一般、较低三级。人员密集场所火灾应急疏散能力评估对于确保火灾中人员的生命安全具有重要的意义,对于场所的疏散优化设计、日常消防监管以及疏散应急预案的合理制定和日常疏散演练具有现实指导意义。

城市公共场所人群拥挤踩踏事故分析

城市公共场所人群高度聚集、流动性大,紧急状态时常发生群死群伤的拥挤踩踏事故,造成大量人员伤亡和恶劣的社会影响。笔者首先提出拥挤踩踏事故分析的一般方法,并用群集指数来表征人群高度聚集这一参量;通过对近年来国内外人群拥挤踩踏事故的分析,认为该类事故以人群高度聚集为条件,由公众造成又危害公众,具有诱因众多、发生突然、难以控制等特点;强调事故预防和控制重点是建立事故应急机制,加强人群的管理和疏导等;同时从公共场所的性能优化设计、人群素质和群集密度、人群管理控制以及信息交流等方面分析其事故原因及提出相应对策,对预防此类事故发生,减少群集伤亡有重要意义。

大型油罐区火灾风险严重度指数评价

针对大型油罐区火灾风险高、扑救难度大的特点,分析典型火灾事故场景及发生频率,引入火灾风险严重度指数来评价罐区火灾风险的相对影响水平和等级,给出池火、油罐火和蒸气云爆炸场景的火灾风险严重度指数评价方法,并以实例剖析。该研究可为大型油罐区火灾风险防范、消防规划和应急救援提供依据。

可燃气体和混合气极限氧浓度实验研究

介绍可燃气体极限氧浓度测定的标准及要求,给出可燃气体极限氧浓度的测定原理、测定装置和测定方法。测定方法主要分为管式法和球式法两种,分别采用火焰传播距离(≥100mm)和爆炸起始压力增量指标(5%或7%)判定爆炸现象。4次重复测定爆炸性混合气体的LAC,计算确定待测可燃气体的LOC。采用20L球爆炸实验装置分别测定纯物质丙烷(C3H8)和混合气液化石油气(LPG)的爆炸极限和极限氧浓度,结果表明:混合气的最大爆炸压力随着氧浓度的降低而降低,二者爆炸极限分别为2.0%~9.5%、3.0%~8.0%,用二氧化碳惰化的极限氧浓度分别为13.8%、15.46%。

可燃气体及混合物爆炸极限影响特征研究

简述可燃气体爆炸极限的测试装置、测定标准和爆炸现象判定指标,分析爆炸容器形状和容积对爆炸极限测定的影响。重点分析氧浓度对爆炸极限的影响规律,以及初始温度、初始湿度和初始压力对爆炸极限的影响。结果表明:初始条件对可燃气体爆炸上限影响较大;二氟甲烷等在高压状态下存在燃烧向分解转换过程,爆炸上限呈现剧增趋势;一些含氟难燃气体存在相对湿度极限。该研究可为爆炸性气体环境探测预警与防爆设计提供参考依据。

危险品道路运输过程风险管理体系探讨

危险品道路运输是一个复杂的系统,风险管理涉及危险品运输规划和事故应急响应。本文介绍了现有的危险品运输风险管理模式和基本管理原则,基于运输风险评估、运输路径优化、应急单位优化选址和选线、人员疏散管理以及事件决策管理等构建了危险品道路运输过程风险管理体系,阐述了系统基本要素之间的相互关系。危险品道路运输过程风险管理是一个持续改进的结构化过程风险管理体系,有助于减少危险品运输事故概率和降低运输沿线影响人员风险,为政府监管部门和危险品生产经营单位的运输安全管理、优化选线以及应急救援等工作提供技术依据,合理规划危险品运输系统。

惰化防爆技术及在煤粉制备系统中的应用

简述国内关于惰化防爆的标准规范及要求,给出爆炸性环境极限氧浓度的测试方法、测试设备和惰化过程可燃性分布图。分析加压惰化、真空惰化、通流惰化和置换惰化的技术要点、应用范围和惰性气体用量及惰化次数的计算方法,并给出被保护系统惰化氧浓度安全裕量的设定原则和预警分级。以制粉系统为例,分析了惰化工艺流程和维持惰化气氛的条件,并计算了不同氧浓度和监测方式下的初始惰化时间。建议采用惰化保护的系统根据氧浓度设定为三级预警,即最大允许氧浓度MAOC、联锁停车氧浓度TP、惰化系统动作氧浓度SP。

危险品道路安全运输路径优化方法探讨

危险品道路运输量逐年增加,对人类安全健康的危害的风险正在扩大和加深,一旦发生事故,其后果极为严重。笔者从人-机-环境角度分析了危险品道路运输系统的组成要素,基于对运输网、运输风险源、后果影响区域3个层次辨识,分析运输过程中的风险影响因素,提出危险品道路运输路径优化选择的一般方法;并给出危险品道路运输线风险源的可接受个人风险和社会风险标准;探讨了危险品运输约束最优化选线模型。路径优化选择可减少运输沿线影响人员风险和事故概率,优化影响人员风险与运输效率冲突问题,为政府监管部门与危险品运输企业提供了安全管理的基本决策依据。

基于风险分析的危险品道路运输多目标Pareto最优选线

基于危险品道路运输风险分析辨识最优的运输路径,以道路运输事故率、影响人数、影响人员风险、环境风险、运输距离和运输时间6个指标,确定具体起点-终点之间危险品运输的有效路径。采用带目标权重系数的Pareto-最优路线算法寻找多个满足要求的有效解,近似评估Pareto前沿,以比例法标准化选线指标,转化为无量纲的目标评价函数值,合理优化多个选线标准选择可行的最小运输风险路线。带权重系数Pareto-优化选线可有效降低运输路线的影响人员风险,平衡选线目标之间冲突的,为政府监管部门和危险品运输企业提供优化选线决策技术。

罐壁式泡沫系统扑救密封圈火灾试验研究

针对大型浮顶罐罐壁式泡沫灭火系统的特点及不足,依据相关规范要求设计了30m长的密封圈火灾模拟试验油槽,开展了3%型水成膜泡沫液和6%型氟蛋白泡沫液灭火试验。现场测定了泡沫的发泡倍数和析液时间,符合规范要求但略低于检测值。试验过程测定了泡沫在泡沫堰板内的流动速度和燃烧油面的蔓延速度,观察了不同的泡沫液和泡沫混合液供给强度下的油槽火灭火状况,对比分析了油槽火周邻的温度和热流分布。在此基础上,评估分析了罐壁式泡沫系统扑救密封圈火灾的有效性。试验结果表明:有效的泡沫混合液供给强度下,3%型水成膜泡沫和6%型氟蛋白泡沫可控密封圈火灾,甚至灭火;泡沫类型和泡沫混合液供给强度对油槽火全淹没时间的影响较大。该试验对大型浮顶罐低液位密封圈火灾扑救具有积极的指导意义和工程应用价值。

典型灭火气体对锂离子电池热失控作用特性研究

为研究典型灭火气体对锂离子电池热失控的作用特征,以4 040 mAh软包锂离子电池为研究对象,采用热安全测试装置(EV+ARC)开展空气、氮气、七氟丙烷等作用下的电池热失控绝热温升实验。结果表明:七氟丙烷、氮气气氛下,电池绝热温升条件下起始放热温度升高;120～150℃七氟丙烷保护气氛的放热速率最低,其次是氮气;七氟丙烷、氮气和空气气氛下最高绝热温升依次为199.96、222.77、271.65℃;一旦突破不可逆临界温度145～150℃,电池内短路大面积发生,进入快速爆燃阶段;灭火气体对初始自放热诱导阶段的抑制较明显,对快速爆燃热失控阶段的影响较弱。

危险品道路运输选线问题分析

从运输网、运输危险源、影响区域3方面提出了危险品道路运输风险分析的框架。将道路固有特征、气象条件、交通状况和人口密度分布等风险减缓或扩大因素划分为8类,重点讨论了主要路线的自变量和因变量因素。采用双层选线管理模式,深入分析了最小化运输事故概率和暴露人口风险模型。应用权数调整节点标号算法和边线标号算法解决危险品道路运输选线问题。对影响区暴露人口的选取做了深入探讨,考虑了邻接交迭路段暴露人数的误差,对准确计算危险品运输风险有重要价值。

危险品道路运输风险分级指数法研究

危险品道路运输过程风险影响因素多,随机性和不确定性大,定量风险评价比较复杂,至今没有统一的风险评估模型。为了有效预防危险品运输事故和进行快速风险评估,基于运输危险品本身特性和相关的风险影响因素探讨了运输危险品现实风险分级指数法。该方法由危险品风险分级指数、路线影响因素和安全措施补偿因子3部分构成。危险品风险分级指数由危险品加权平均风险等级和运输危险品量、泄漏点与居民区距离以及危险品扩散因子等级确定。危险品加权平均风险等级涉及其健康危害性、可燃性、化学反应活性以及特殊危险性(氧化性和与水反应性)等级的确定。路线影响因素包含运输道路特征、气象条件、交通状况和影响人员分布4类。安全措施补偿因子为车辆、设备、容器、包装因子,人员素质因子和安全管理因子3类。该方法可对运输危险品的潜在风险进行快速分级,有利于采取有效的安全预防和控制措施,降低运输事故概率和沿线影响人员风险。

超细冷气溶胶抑制油气预混爆炸实验研究

大型油罐区火灾事故往往伴随着油气爆炸,对应急救援消防官兵生命安全带来威胁。具有可压缩性、流动性和弥散性特征的超细干粉冷气溶胶对泄漏可燃油气爆燃爆轰有抑制作用。采用三路进气20L球试验装置模拟油气-空气与超细干粉冷气溶胶预混点火燃爆过程,实验结果表明:超细干粉冷气溶胶具有物理和化学双重抑爆作用,随着抑爆剂用量的增大其最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率呈下降趋势,且爆炸感应期明显被滞后;抑爆过程油气爆炸指数快速下降后趋于稳定,抑爆效果与超细粉体本身特性、抑爆剂用量及油气点火时刻有关。该研究有助于优化油气环境的最佳抑爆条件,对大型储油罐区油气防火防爆防护和抑爆技术的应用具有积极意义。

易燃易爆危险品道路运输火灾事故应急区域的确定方法

从消防监管的角度给出了道路运输易燃易爆危险品的火灾危险性分级标准,分析了典型泄漏事故后果场景和常见的泄漏规模类型。介绍了美国消防协会NFPA471、应急响应手册ERG2008危险品运输事故初期区域的确定方法,并提出了基于影响半径的危险品道路运输火灾事故现场应急区域和人员疏散范围的确定方法。提出对于易燃易爆危险品道路运输事故应急区域的确定,在初期可优先采用ERG 2008提供的初期隔离距离与防护距离进行先期处置,然后根据运输危险品的类型、运输量和影响区人员总数进行定量评估分析,以确定适当的应急区域范围。依据运输道路场所环境和事故场景特点,快速而合理的确定事故应急隔离区和疏散区,可较科学地应对突发性灾难事故,采取快速应急响应措施,优化消防警力配备。该文研究提出的方法和研究结论,可为危险品道路运输消防应急力量优化调度,现场指挥员采取有效措施开展抢险救援行动提供技术支持,有利于现场事故应急处置和人员快速安全疏散。

区域重大危险化学品事故定量预警分级模式研究

基于城市重大危险化学品事故特点和区域性分布,提出了区域重大危险化学品事故定量评价的基本程序,给出了重大事故死亡人数的综合确定方法和个人风险、社会风险的一般计算模式。在此基础上,提出了以死亡人数和社会风险为基准的区域重大危险化学品事故定量预警分级模式。