压缩空气泡沫灭火系统在罐区的应用探讨

利用压缩空气泡沫灭火试验装置在油槽与大型地面油池上对其冷态喷射与灭火性能进行了研究,分析了压缩空气泡沫在液面上的流动距离、灭火时间与泡沫混合液供给强度的关系。结果表明:在相同压力下,泡沫混合液流量增大28%后,泡沫层在液面上的流动速率可提高64%,灭火时间可缩短40%;在灭火过程中,泡沫损耗率约占泡沫喷射总量的50%,燃烧面积越大,所需泡沫混合液的供给强度越高。以5 000m3油罐为例提出了泡沫灭火系统的实施方案。

水合物浆液流动与流变特性研究进展

水合物浆液技术作为一门新型水合物防治途径和油-气-水多相安全混输的方式逐渐受到油气生产和运输部门的重视。系统综述了国内外水合物浆液流动特征和流变特性的最新研究进展,主要从研究装置、宏观形态演化、流率/压阻等其他流动参数变化规律及水合物浆液流变性方面进行了详细讨论。介绍了高压流变仪、高压黏度计及水合物流动循环管路等实验装置,着重分析了水合物循环管路的优缺点;阐述了水相中水合物浆液和油水体系内天然气水合物浆液宏观形态演化的异同;系统研究了水合物形成过程中体系流量/压阻等其他流动参数变化规律;归纳总结了水合物浆液流变性实验和理论模型的研究成果。

含氯挥发性有机物(Cl-VOCs)废气处理的研究进展

系统调研了Cl-VOCs废气处理的研究进展。分类介绍了Cl-VOCs废气的处理方法,如焚烧法、催化燃烧法、冷凝法、生物法、催化还原法、光化学氧化法、紫外光解法、吸收法和吸附法等;总结了不同吸附材料(活性炭、活性炭纤维、聚合物以及金属有机骨架材料)对Cl-VOCs废气的吸附性能;展望了吸附法在Cl-VOCs废气处理方面的发展前景以及研究高性能吸附材料的必要性。

水成膜泡沫对挥发性燃料抑蒸性能的研究

分别以正压式和吸气式手提式泡沫灭火器产生的泡沫,研究水成膜泡沫灭火剂对正戊烷等5种低沸点、易挥发、非水溶性有机液体的抑蒸性能,探索影响泡沫抑蒸能力的因素。试验表明:正压式泡沫的抑蒸效果明显高于吸气式泡沫,燃料的挥发性越大,两者差距越大;泡沫层厚度至少达到60 mm才能起到高效抑蒸效果;泡沫覆盖液面后,储罐内上风向的油气浓度最高,下风向次之;水溶性高分子对泡沫抑蒸性能有不同的影响。

储能式压缩气体泡沫灭火装置的研究

研发了一种可产生匀泡、稳流、高动能泡沫的发生器,以此为关键部件设计和制作了储能式压缩气体泡沫灭火装置。发生器为一体式结构,安装在压力泡沫储罐内,气液按比例自动混合。实验考察了发泡倍数、喷嘴直径、节流孔径、泡沫输出管线长度及泡沫出口管径对该灭火装置性能的影响。对比分析了储能式灭火装置与负压式灭火装置的总体性能,得出该灭火装置泡沫液用量仅为负压式的50%。储能式灭火装置可大幅提高泡沫液与气体的混合能力,发出的泡沫具有良好的渗透、润湿性,覆盖性能好,灭火效率高、速率快,是一种新型的高性能泡沫灭火装置。制作的10具灭火装置样机均通过了国家检验中心检测。

新型吸附材料AGS在油气回收中的应用

考查了自制疏水性硅胶吸附材料AGS在加油站模拟油气回收装置及某油库现场油气回收装置的应用效果,并与常用的柱状活性炭进行了比较。实验结果表明:与活柱状性炭相比,AGS对油气的吸附速率和吸附量较小,但是油气脱附效果更好;将二者混合得到的吸附材料同时具备二者的优点,既具有较高的油气吸附量又具有良好的脱附性能,使油气回收装置具有更大的油气吸附量和更好的回收效果。

消防用液氮泡沫长距离输送流动特性实验研究

针对石化企业火灾处置需求,开展了多组液氮泡沫长距离输送实验,分析了液氮泡沫在静置和输送状态的析液与再发泡过程,提出了液氮泡沫在消防管线内再发泡物理模型(P-S模型),指出消防管线内的逸散气体、液滴、相邻气泡间瞬态压力差、气泡间空间等是液氮泡沫再生成的必要条件,揭示了消防管线内液氮泡沫析液-发泡-再析液-再发泡的循环机制,提出了液氮泡沫输送动力强度概念。实验结果证明液氮泡沫在消防管线内能输送1000 m距离,液氮泡沫在DN80的消防水带内输送400 m时出现“长管阻力效应”,输送更远距离需要的输送动力强度将增加2~3倍;输送液氮泡沫的动力强度是输送泡沫混合液液体的1.5~1.9倍;对相同的液氮泡沫输送流量,在消防管线流通面积增加1倍后,输送动力强度降低69%。为向火灾现场远距离输送大流量液氮泡沫,应采用大管径消防管线高压输送。

压缩空气泡沫参数对高温重质油储罐灭火效率影响的研究

针对高温重质油储罐采用压缩空气泡沫灭火系统设计时,缺少关键灭火参数的问题,通过在高温重质油储罐上进行压缩空气泡沫灭火实验,考察泡沫灭火剂发泡倍数、25%析液时间、供给强度、泡沫加入量对扑灭高温重质油火灾的影响,确定了高温重质油储罐的灭火参数。结果发现,扑灭高温重质油储罐火灾,应使用发泡倍数大于10,25%析液时间大于12 min的泡沫灭火剂,供给强度应大于5.0 L/(min·m^(2)),油罐无沸溢时的最大泡沫加入量为8.2 L/m^(2)。本研究将为高温重油储罐压缩气体泡沫灭火系统的设计奠定理论基础和实验依据,有助于提升我国扑灭高温重质油储罐火灾的处置能力。

环氧丙烷等易燃液体的燃烧特性

在4.52m2钢制油盘上,搭建了试验操作平台,开展了环氧丙烷、石脑油、溶剂汽油和乙醇等易燃液体的火焰温度、热辐射强度、质量损失速率测试研究。试验表明:环氧丙烷燃烧的火焰温度最高,可达到1 250℃;在离油盘2.5m处,环氧丙烷的热辐射强度是石脑油和溶剂汽油的4倍;环氧丙烷燃烧的质量损失速率是石脑油的1.5倍、溶剂油的1.4倍、乙醇的2.6倍。

含水合物阻聚剂的水合物浆液流动特性实验研究

水合物浆液技术作为一种新型油-气-水多相安全混输的方式逐渐受到油气生产和集输部门。利用一套近中试规模的模拟水合物循环管路,研究了在水合物阻聚剂存在条件下,不同初始含水率（20.0%～30.0%）水合物浆液的流动特性。实验结果表明,随着水合物颗粒的形成,体系流量伴随着波动逐渐下降,最终趋于稳定;而体系压差呈现先剧烈增加,而后逐渐下降并趋于稳定的趋势。与初始原料气组成相比,水合物浆液形成后体系内平衡气中轻烃组成存在不同程度的富集,从而导致平衡气水合物生成条件曲线向着低温高压区域偏移。由水合物浆液宏观形态演化过程可知,随着水合物颗粒的形成,原有的油水乳液结构遭破坏,最终形成的水合物浆液为固（水合物）-液（柴油）分散体系。另外,由不同时间（2 h、4 h和8 h）的停输/重启实验可知,水合物浆液表现出明显的触变性流体特征,且随初始含水率的增加,其触变性特征愈明显。

流淌火燃烧和灭火技术的研究

开展了车用汽油在不同燃烧面积、不同泄漏速率下的燃烧试验,确定了地面流淌火的预燃时间,采用不同类型的灭火器和泡沫灭火装置,进行了流淌火灭火性能对比试验。结果表明:汽油泄漏速率越大,流淌火扩散速率越快;有边界的油槽流淌火和无边界的地面流淌火的火焰燃烧形态和温度不同,地面流淌火温度高于油槽流淌火温度;采用正压式泡沫灭火装置和适宜的泡沫供给强度,能够快速阻断和扑灭流淌火。

石化企业现有泡沫灭火剂的质量分析

通过对国内南北方三个地区的三个石化企业在役的泡沫灭火剂取样,按照国家标准GB 15308-2006《泡沫灭火剂》中的检测方法对灭火时间、抗烧时间进行检测。水成膜泡沫灭火试验均采用工业汽油为燃料,抗醇泡沫灭火剂灭火性能测试采用丙酮为燃料。检测结果表明:泡沫灭火剂的储存形式对其灭火性能影响不大;部分企业有不合格产品的存在。建议过期泡沫灭火剂立即更换;有条件的石化企业采购时优先采购灭火级别高的泡沫灭火剂。

复配型水合物防聚剂性能评价实验研究

由天然气水合物堵塞造成的流动安全问题长期困扰着油气生产和集输部门,水合物防聚剂作为一种新型防控方法逐渐受到重视。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置,系统评价了一种复配型水合物防聚剂在油水体系内的防聚性能及与一种降凝剂的配伍性;其次研究了在水合物防聚剂存在条件下,水合物形成过程中颗粒弦长分布变化规律;最后分析了复配型水合物防聚剂在油水体系内的防聚机理。

一种复配型水合物阻聚剂的性能评价

介绍了在油气生产和运输部门等领域，水合物阻聚剂作为一种新型防控方法，在解决天然气水合物堵塞造成的流动安全问题上的应用。采用高压蓝宝石反应釜和在线激光粒度测定装置，系统评价了CS-1复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚性能，以及与2种降凝剂的配伍性；研究了在水合物阻聚剂存在的条件下，水合物形成过程中颗粒弦长分布变化规律；从乳化和阻聚2个方面分析了复配型水合物阻聚剂在油水体系内的阻聚机理。结果表明：CS-1水合物阻聚剂的添加量为体系水质量的1．0％-3．0％时，具有较好的阻聚效果，与2种降凝剂有良好的协同配伍性。

液氮泡沫灭火系统研发

针对石化企业大型火灾,研发了一种液氮泡沫灭火技术。该技术利用液氮在常压下1∶700的气化比特性,液氮与泡沫混合液在专用混合装置内经改变两相流体流场,形成耦合流体,实现快速产生超大量微气泡的目的,以此为技术基础,研制了可替代压缩空气泡沫灭火系统(CAFS)的液氮泡沫灭火系统(LNFS)。通过不同尺度的灭火测试,验证了液氮泡沫系统产生的泡沫均匀细腻、抗复燃能力强、氮气与泡沫双重灭火、灭火效率高的优点,解决了现有吸气式泡沫系统用水量大、灭火效能低等问题。

压缩气体泡沫灭火器的研发及性能测试

通过压缩气体泡沫(CAF)灭火器的优化设计,开展了不同气液比、泡沫输出管线长度和泡沫出口管径的试验研究,确定了压缩气体泡沫灭火器的最佳技术参数。将压缩气体泡沫灭火器进行了覆盖性能测试,同时与负压式、干粉灭火器进行了流淌火的对比试验。研究结果表明:该灭火器不仅具备覆盖功能,同时灭火速度快、用量少,无论物化性能、灭火性能,都超越现有的吸气式灭火器和干粉灭火器,是新一代高性能灭火器材。

储罐液下泡沫喷射系统的应用研究

建立了压缩空气泡沫灭火试验装置和试验储罐,对储罐液下泡沫喷射灭火技术进行了试验研究,研究结果显示:发泡倍数和泡沫液流量对灭火效果影响明显,而储罐泡沫的注入位置对灭火效果影响较小;液下喷射的发泡倍数宜控制在5~7之间,发泡倍数超过8后,泡沫层含油量超过40%,无法控火;泡沫混合液供给强度宜取5.0 L/(min·m^2),供给强度加倍后,无法控火;在适宜的试验条件下,控火时间在40~45 s。

A类泡沫灭火剂稳定性研究

采用LUMiFuge稳定度分析仪测试了A类泡沫灭火剂的稳定性,探讨了不同表面活性剂配比、有机溶剂对该泡沫灭火剂稳定性的影响。结果表明:当两性、阴离子表面活性剂物质的量浓度相同或相差10%时,溶液体系不稳定,而当其物质的量浓度相差为20%时,A类泡沫灭火剂容易形成稳定体系,有机溶剂1,2-丙二醇和乙醇的加入有助于提高溶液体系的稳定性。

移动式压缩气体泡沫灭火装置性能研究

针对石化企业发生初期火灾进行快速灭火的需求,研发了移动式压缩气体泡沫灭火装置。通过考察出口管径、软管卷盘长度、气液比等参数对泡沫性能的影响,实现了该装置关键组件的最优化设计。测试了该灭火装置的泡沫混合液平均流量、干/湿泡沫发泡倍数、25%析液时间、灭火时间等性能参数。研究结果表明:该灭火装置泡沫混合液平均流量高达40 L/min,灭火时间为80 s,仅是负压式泡沫灭火装置灭火时间的44%。另外,该装置还具备一键启动、干湿可调、操作简便、行驶快捷的优势。因此,该装置在物化性能、泡沫性能及灭火性能方面都超越现有的同类型产品。

环氧丙烷燃烧特性研究

利用燃烧盘对环氧丙烷的燃烧特性进行了研究,观测其质量燃烧速率、火焰形态、热辐射强度,并进行理论计算。结果表明:环氧丙烷在4.52 m^2燃烧盘中质量燃烧速率达到24.0 kg/(min·m^2),是1.73 m^2燃烧盘环氧丙烷燃烧速率5.40 kg/(min·m^2)的4.45倍。环氧丙烷在1.73m^2、4.52 m^2燃烧盘的火焰高度分别为3.5 m和6.2 m,均高于Thoms和Heskestad模型的预测结果。同等条件下环氧丙烷的火焰热辐射强度,高于汽油、石脑油和乙醇。