基于三类危险源理论的事故模式及隐患提取方法

针对当前事故模式表述不明确、不清晰的问题和隐患识别不专业、不全面的缺陷,给出事故模式的一般性定义、内涵及提取步骤,并解释事故模式与隐患的关系,提出基于事故模式的生产现场隐患点的查找方法。参考《企业职工伤亡事故分类》(GB 6441—1986),统计2000—2022年化工行业较大及以上安全事故,分析不同类别隐患的发生概率。通过分析某石化企业丙烯装车场景下的事故根源、屏障失效及事故类型,提炼丙烯装车事故模式,生成隐患特征表。结果表明:不安全状态中第一类隐患、不安全行为中第一、第六、第十三类隐患在化工行业典型事故类型中发生的概率较高。丙烯装车场景下针对防止丙烯泄漏所设屏障识别隐患条目数最多,约占48.94%;N=1,M=1、m=6,M=6、m=8,M=13涉及的隐患条目发生概率约占各类目总体发生概率的49.23%,12.78%,14.44%和26.11%,应当作为防护重点。

LNG泄漏后高倍泡沫控制蒸气扩散的研究综述

LNG(液化天然气)泄漏后存在低温危害、火灾爆炸、窒息危害、快速相变危害等安全隐患。在工程应用中,高倍泡沫系统对事故应急处置有较好效果。高倍泡沫覆盖到低温液池后,在与液池交界面处形成冰层和水合物,抑制低温蒸气扩散,同时上层泡沫可加热逸散出的低温蒸气,避免低温重气效应造成的危害。分别从现场实验、风洞实验、数值模拟3个方面总结了国内外有关高倍泡沫控制LNG低温蒸气扩散所开展的研究,对LNG泄漏后高倍泡沫控制低温蒸气扩散机理进行了阐述。研究发现,现有对高倍泡沫覆盖LNG液池的研究与实际工况存在较大差距,所获数据参考价值较低,且缺少高倍泡沫应用的相关准则。因此,开展与实际工况相近的LNG现场实验,并进一步探究提升高倍泡沫控制低温蒸气扩散的方法,对实际工程应用具有重要的现实意义。

环境条件对LNG泄漏扩散影响的模拟研究

随着液化天然气用量的增加,其发生泄漏的频率也随之增加。准确认识环境条件对泄漏LNG扩散范围的影响已成为政府及企业关注的重点。模拟分析了大气稳定度等级、空气相对湿度及地表粗糙度对LNG泄漏事故后果的影响。结果表明:随着大气稳定度等级的增加,LNG泄漏事故后果严重度逐渐增加;随着空气相对湿度的增加,LNG泄漏事故影响后果先增加后减少,这种趋势随大气稳定度等级的增加而越加明显,且事故后果严重度也相应增加;随着地表粗糙度的增加,LNG泄漏事故影响后果基本呈现出逐渐减小的趋势。研究结果对指导LNG安全储运、使用及事故后果控制具有一定的意义。

重气云团瞬时泄漏扩散的数值模拟研究

事故性泄漏多形成重气云团 ,其扩散行为与非重气云团有很大的不同 ,主要包括重力沉降、空气卷吸、云团加热和向非重气云团转变四个阶段。文中从控制重气云团扩散行为的微分方程入手 ,根据箱模型(boxmodel)及其他一些重气扩散模型 ,如IITHeavyGasModels模型和虚点源模型 ,采用向前插分和牛顿迭代的方法 ,针对ThorneyIslandTrialNo .0 0 8试验进行了数值模拟 ,得到了重气云团外形尺寸 (云团半径和云团高度 )和空气卷吸量随时间的变化关系以及下风向固定点处地面最大浓度值。数值模拟结果较好地反映了重气云团所特有的扩散行为。针对数值模拟结果与试验实测值之间存在的偏差进行了分析 ,结果表明 ,采用该方法进行重气云团瞬时泄漏扩散模拟是可行的 。

圆柱形薄壁储罐对爆炸冲击波动力学响应的模拟分析

针对圆柱形薄壁储罐在爆炸冲击波载荷作用下的动力学响应进行了模拟分析。采用LS-DYNA软件模拟计算了50m3液化石油气储罐爆炸后冲击波云图以及空间点冲击波超压随时间的变化关系,并将计算结果加载到圆柱形薄壁储罐上。模拟计算结果表明,对于距离爆炸中心50m处的圆柱形薄壁储罐,面向冲击载荷的底面在冲击波超压峰值还没有来临时就已经屈服,而背向冲击载荷的顶面在0.112ms时,等效应力达到屈服界限。而迎向冲击面的顶端结构在峰值载荷冲击后不久出现屈曲,结构在峰值位移10mm时出现部分卸载,变得不再稳定。因此,当罐区发生爆炸时,圆柱形薄壁储罐极有可能出现结构强度失效和结构失稳,会在冲击波的作用下失效,是不可靠的。

爆炸碎片撞击圆柱薄壁储罐的有限元模拟分析

爆炸所产生的碎片会对周围设施及装置安全造成极大的威胁,为定量研究撞击对结构稳定性及结构强度的影响,采用LS-DYNA软件,对爆炸碎片撞击下的圆柱薄壁储罐动力学响应进行了数值模拟研究.结果表明,随着碎片撞击速度、横截面积的增加及撞击角度的减少,储罐变得越来越不稳定.随着碎片撞击速度、横截面积的增加及碎片密度的减小,储罐结构强度逐渐失效.碎片撞击速度相同时,立方体碎片的撞击对储罐稳定性和结构强度的影响大于圆柱形碎片.碎片撞击角度为10°时,合成加速度最大,为115 m/s2,此时储罐强度损失最大,导致储罐失效.碎片密度对储罐结构稳定性的影响可忽略不计.

事故泄漏源模型研究与分析

对事故泄漏发生发展的过程、机理及泄漏源形式进行了研究与分析。按泄漏源形式与特征的不同 ,将泄漏模型分为渗漏、泄漏和泄压元件泄放 3种泄漏类型。依据泄漏动态过程、物质特性及泄漏机理等的不同 ,对每类泄漏源分别讨论了多种事故泄漏模式 ,对各种模式发生的条件、特征进行了细致的阐述 。

重(特)大泄漏事故统计分析及事故模式研究

对新中国成立以来我国化工系统发生的重 (特 )大、典型泄漏事故进行了统计分析 ,总结出应优先进行控制和管理的危险性物质 ,分析了造成这些重 (特 )大典型泄漏事故的基本原因。结合对已经发生的重 (特 )大典型泄漏事故的剖析 ,总结出泄漏扩散事故的 7大影响因素 ,建立了泄漏事故模式 。

危险品罐区突发性泄漏事故实时环境风险模拟分析

分析了危险品罐区突发性泄漏事故的动态发展过程,并给出了具体的数学描述.将危险物质的最高允许浓度(MAC)、阈限值(TLV)、最小致死浓度(LCL0)以及美国环保局(EPA)工业环境实验室建立的针对生态系统的周围多介质环境目标值AMEGAE引入到环境风险分析中,建立了针对人和生态系统的环境危害程度分级标准.采用基于数学模型的模拟方法,结合苯储罐突发性泄漏事故,对苯泄漏速率、泄漏后在地表形成的液池的池半径和苯的蒸发速率进行了实时描述.采用改进后的重气扩散模型———箱模型(BoxModel)以及将连续泄漏看作连续的瞬时泄漏,模拟计算了地面附近苯蒸气浓度随时间和空间的分布,并根据文中建立的环境危害程度分级标准,对苯泄漏事故造成的实时动态环境危害进行了分析.

单组分液体蒸发过程动力学特性

It is very important to predict the concentration of hazardous vapor in the air when some flammable or toxic liquid is released on the ground.In order to achieve the aim,the evaporation rate of released liquid must be known, which is based on understanding the evaporation dynamic process.In this paper, wind tunnel evaporation experiments of benzene was made to study the dynamic characteristics of evaporation process for a mono-component liquid.The evaporation rate was obtained by measuring the mass loss rate of the evaporating liquid.The experiments results indicated that the evaporation rate of benzene increased as wind speed or pool depth increased.When the evaporation area was the same,the evaporation rate decreased as the characteristic size of the liquid pool increased.And when the evaporation surface was located above the ground, the evaporation rate was greater than that of evaporation surface located on the ground.The evaporation process of benzene was influenced by wind speed, characteristic size of the liquid pool and degree of atmospheric turbulence,i.e., the evaporation of benzene was controlled by boundary layer evaporation.So, during the process of developing an evaporation model of the substance such as benzene, which has stronger volatility and lower saturation concentration in the air,the basic evaporation process itself can be ignored.Moreover, the influence of pool depth on evaporation indicated that heat transfer was very important in the evaporation process.Heat transfer and mass transfer should be considered at the same time when an evaporation mathematical model is developed.

基于模拟计算的液氨储罐泄漏潜在危险性分析

在对液氨泄漏过程分析的基础上,根据两相流泄漏模型,初步探讨了液氨分别在常温高压和低温加压两种存储方式下潜在危险性的大小。当储罐破裂导致液氨泄漏时,常温高压储存下的泄漏速率大约是低温加压储存的两倍。因此,仅从安全的角度考虑,应优先采用低温加压的方式储存液氨。针对较危险的常温高压存储,通过模拟计算,分析了管道长度、管道直径、存储状态以及饱和存储温度对液氨两相质量泄漏速率的影响。计算结果表明,液氨处于饱和状态时的潜在危险性要大于不饱和状态。在饱和状态下,随着存储温度的升高,质量泄漏速率增加,潜在危险性增加。对于液氨通过管道泄漏,管道长度的增加将导致质量泄漏速率减少。而管道直径的增加将导致单位面积质量泄漏速率的增加。

石脑油及原油边界层蒸发特性的实验研究

从环境风速、蒸发面积和蒸发液池与地面相对位置3方面分别对石脑油和原油的蒸发动力学特性进行了风洞实验研究。实验结果表明,石脑油在低风速和液面面积较小的情况下,石脑油的蒸发受风速和液面面积的影响明显,增加风速或增大液面面积后,影响减弱。这表明石脑油的蒸发在一定程度上受边界层蒸发控制。原油的蒸发几乎不受风速、液池面积的影响,这说明原油的蒸发受边界层条件控制的程度很小,其蒸发速率主要由其自身性质(如分子扩散系数、蒸气压等)所决定,其蒸发过程是受基本蒸发过程控制的。通过对实验数据进行分析,石脑油的蒸发质量随时间表现出乘幂的变化关系,幂次大约为0.70;原油的蒸发质量随时间表现出乘幂或对数的变化关系,其幂次大约为0.55。

两组分液体蒸发过程动力学特性的实验

对多组分的蒸发动力学过程进行了分析,指出其蒸发过程是分3个阶段进行的。利用环境风洞分别对苯-甲苯以及苯-乙醇两组分液体在不同风速、不同蒸发面积以及不同的液面与地面相对位置下的蒸发动力学特性进行了实验研究。实验结果表明,苯-甲苯以及苯-乙醇混合溶液的蒸发过程容易受环境风速、蒸发面积以及气流紊乱程度的影响,这表明其蒸发过程是受边界层蒸发控制的,因此,在建立蒸发速率预测模型时,只须考虑环境风速、蒸发面积、地表粗糙度等因素对蒸发的影响。通过对蒸发质量随时间变化的分析,得知两组分之间蒸发性能越接近、体积比越接近、环境风速越大、蒸发面积越大,蒸发质量随时间的变化越容易表现出乘幂的变化关系,且平均幂次约为0.80。

单组分液体蒸发传热传质耦合计算模型及其实验验证

在对液体蒸发过程中的热量传递进行详细分析的基础上,推导建立了液体蒸发计算模型,并给出了求解方法。设计了风洞实验台,并通过对液体苯蒸发过程的实验研究,对新建模型进行了实验验证。结果表明,新建模型能够比较准确地预测液体蒸发过程中蒸发质量和液体温度随时间的变化,其预测平均值分别比实验测量值偏大3.5%和3%,从安全的角度来讲是有利的。而在预测准确度方面,新建模型的预测绝对偏差分别为15%和5%,预测精度较高。最后,对导致偏差产生的原因进行了分析,并指出了新建模型存在的不足。

基于层流边界层理论的单组分液体蒸发速率的预测

对单组分液体蒸发模型的研究进展进行了总结。根据层流边界层理论和分子扩散理论,建立了层流环境下单组分液体蒸发的数学模型,并进行了风洞蒸发实验。将实验结果同新建模型的预测结果以及常用蒸发模型的预测结果进行了对比分析。结果表明,新建模型的预测结果与实验结果的偏差为33.5%,预测精度仅次于M ackay&M atsugu模型、NIOH-1模型和SUBTEC模型。在较低风速内,随着风速的增加,新建模型的预测精度逐渐增加;随着蒸发液体挥发性能的减弱,新建模型的预测精度增加。

液氯泄漏事故模拟分析

针对1996年1月21日在西班牙发生的一起液氯泄漏事故的事故后果进行了模拟分析,模拟分析结果同事故实际所造成的后果是一致的,表明采用基于数学模型的事故后果模拟分析具有一定程度的可靠性,对于救灾和对重大危险源编制应急事故预案具有一定程度的指导意义。

模拟评价方法及其在安全与环境评价中的应用

对现有评价方法进行了简要的分类并重点分析了常用评价方法的优缺点。提出了模拟评价方法的概念 ,介绍了模拟评价方法的思想、评价步骤、技术关键及作为一种新的评价方法的优缺点 ,指出了模拟评价方法今后的发展方向。针对某工厂新建项目 ,利用模拟评价方法进行了有毒气体单元泄漏后果评价 ,评价结果与环境预评价结果吻合程度较好 ,表明模拟评价方法作为一种新的评价方法不但具有形象、直观、易于理解等优点 ,而且其评价结果准确度较高 ,可靠性良好 。

泄漏液池动态蒸发过程模型研究与分析

指出了现有液体蔓延和蒸发模型的不足,根据质量守恒定律,推导建立了动态液池蒸发模型。在详细分析液池蔓延和蒸发过程的基础上,结合苯的泄漏,利用新建立的数学模型对苯的蔓延和蒸发进行了模拟分析。

危险性物质泄漏事故扩散过程模拟分析

研究分析了描述气态危险物质泄漏扩散过程的多种现有模型的特点，选择以高斯烟羽模型和高斯烟团模型为基础，探讨进行模拟分析的有关参数的选取，设计开发了气态危险物质泄漏事故扩散过程模拟分析的软件系统。通过算例计算，模拟分析了泄漏物质的扩散过程及地面浓度分布，计算结果表明了计算机模拟分析的有效性，但高斯模型对重气体或轻气体的模拟存在失真现象，影响了过程模拟的准确度。

重大泄漏事故统计分析及事故模式研究

对建国以来我国化工系统发生的重大及典型泄漏事故进行了统计分析,提取出应优先进行控制和管理的危险性物质,总结分析了造成这些重大及典型泄漏事故的基本原因。结合对重大及典型泄漏事故的剖析,分析了泄漏扩散事故的七大影响因素,提取并建立了泄漏事故模式,并对各种事故模式的泄漏机理和发生条件进行了研究分析。