天然气管廊导管辅助泄爆装置的研究

为解决天然气管廊发生爆炸后超压以及泄放后地表二次灾害问题,研发一种天然气管廊导管辅助泄爆装置。首先介绍天然气管廊结构特点,确定使用泄爆技术缓解内部超压;然后基于侧向泄爆和水封阻火原理,设计可以实现多级缓冲和无焰排放功能泄爆装置;最后通过有限元对比分析直接泄爆、侧向泄爆以及无泄爆口3种方式下天然气管廊受力情况。结果表明:侧向泄爆与无泄爆口受力分布范围较广,而直接泄爆应力集中于泄爆口附近,且应力值较大。因此,在实现泄压功能同时,侧向泄爆对天然气管廊结构保护远高于直接泄爆,从而体现泄爆装置结构设计的优势。

凹坑下城镇中低压燃气管道水平喷射火研究

城镇埋地中低压燃气管道周围人口密集,一旦发生全管径破裂,凹坑条件将加剧水平喷射火行为的复杂及危险性.利用Fluent模拟分析了不同凹坑尺寸及管压下火焰长度、等效宽度及长宽比变化规律,得到了火焰长度及等效宽度与无量纲热释放速率关系式.结果表明:火焰长度随着热释放速率增加与凹坑尺寸减小而增大,坑口尺寸较小时,火焰长度大于开放空间;坑口尺寸增大到一定程度时,火焰长度小于开放空间火焰长度.等效宽度随热释放速率的增大而增大,且当等效宽度增长到凹坑开口尺寸后,增长速率变缓并趋于稳定,同时火焰长度有明显增长.火焰长宽比呈现先减小后增大趋势,随着凹坑尺寸增大,长宽比减小且均小于开放空间.

面向燃气机组调峰的天然气管网动态安全域

燃气机组调峰的灵活性有助于提升可再生能源消纳水平,但所造成的管道压力剧烈波动却为天然气管网引入新的安全风险。该文提出一种面向燃气机组调峰的天然气管网动态安全域,以表征满足动态管流安全的燃气机组有功调整量的集合。首先,分析以时域连续的气负荷质量流率作为注入空间的天然气管网动态安全域难以实用化的原因。为此,提出将燃气机组进气口质量流率转化为有功调整量的函数,定义以初始运行点为基准、以各燃气机组有功调整量为注入空间的天然气管网动态安全域。为兼顾计算精度和效率,基于时空正交配置法对管网连续变量进行近似离散,建立安全域边界搜索优化模型。并进一步揭示天然气管网稳态安全域可通过松弛该优化模型中部分约束条件求解得到,为动态安全域的一种退化形式。算例结果表明,所提方法克服天然气管网稳态安全域对于日内安全分析过于乐观的局限性,有助于增强电力-天然气耦合系统的协同态势感知能力。

燃气管网喷射火事故警戒区域的研究

为准确划分燃气泄漏事故现场的警戒范围,利用PHAST软件模拟天津市某燃气公司某段燃气管道在不同风速下管道破损后喷射火事故产生的热辐射影响范围;然后利用热辐射的影响范围划定重度、轻度等级的危险区域,并提出风险防范对策措施。结果表明:风速显著影响燃气泄漏事故影响范围,随着风速的增大,同一距离点的喷射火辐射强度减小,热辐射出现峰值的距离缩短,风速每增大5m/s,热辐射强度减小约4kW/m~2,出现峰值的范围减小约1.5m;考虑喷射火影响划分警戒区,将热辐射通量为12.5kW/m~2的区域作为重度危险区域,热辐射通量为4kW/m~2的区域作为轻度危险区域。研究结果可为消防力量的布置及应急预案的制订提供理论依据。

焦炉边火道温度低的原因分析及处理方案

为解决安泰集团焦化厂二炼焦车间JN60型焦炉出现的边火道温度低,个别火道窜漏导致燃烧不正常的问题。通过现场了解边火道温度现状,从数据出发分析出现此情况的原因是管砖破裂。采用更换管砖和喷补灌浆处理的方法,解决了边火道温度低的问题。为同行业同类型焦炉提供技术参考和借鉴。

加氢装置氢气排放管阻火灭火安全设计

随着我国工业化进程的不断发展,精细化工在化工领域逐渐占据主导地位。加氢反应是精细化工中常见的单元反应之一,由于加氢反应易燃易爆,且压力较高,因此加氢装置的安全泄压就成为重中之重。本文从关键设备选型计算、蒸汽灭火系统设计、尾气系统流程和设备布局角度阐述氢气安全排放的设计要点。

综合管廊电缆火灾的试验和数值模拟研究

为研究城市综合管廊电缆舱室内火灾发展过程及烟气温度分布规律,针对试验场景,采用火灾动力学三维模拟软件FDS建立全尺寸火灾模型,分析了火源上方温度、顶棚烟气温度、舱室内氧气体积分数的变化情况以及烟气在管廊内的蔓延过程。结果表明,从温度、氧气体积分数、火焰图像等方面对比模拟数据和试验测试数据,误差基本控制在10%以内,验证了数值模拟方法准确可靠。对试验测试数据和模拟数据进行分析,得出了综合管廊火灾发展的特点规律,从而进一步为实际工程应用提出合理建议。

基于LoRa物联的智慧消防监控系统在综合管廊中的应用

作为一种低功耗局域网无线标准,LoRa技术也是一种线性调频扩频的物联网调制技术。与传统的调频技术相比,LoRa技术具有长距离传输、功耗极低、抗干扰能力强、无需布线等特点,在城市综合管廊的智慧消防监控系统中具有广阔的应用前景。首先利用文献研究法、社会调查法分析综合管廊内消防监控系统的设计,并立足于综合管廊智慧消防系统的实际运行需求,研究LoRa技术应用设计,设计应用总体方案,并从LoRa网关、感烟探测器、可燃气体探测器、红外入侵探测器4个部分提出硬件和软件设计流程图。

热管空气预热器应用于燃煤电厂可行性研究

三分仓回转式空气预热器是普遍应用于当前大型燃煤电厂的蓄热式热交换设备,随着脱硝装置氨逃逸问题越来越突出,硫酸氢铵(ABS)引起的空预器堵灰问题愈发严重。本文对采用前置式重力热管空气预热器解决上述问题的可行性进行了分析,表明该方式能有效缓解当前回转式空气预热器堵塞、腐蚀等突出问题,为当前燃煤电厂安全运行提供有益借鉴。

火灾下圆形综合管廊结构损伤特性研究

城市综合管廊中电缆、燃气等引起的火灾不仅会造成重大经济损失,还会损害管廊结构,影响管廊的服役状态及使用寿命。为探究火灾对综合管廊结构的影响,文中利用ABAQUS建立了圆形综合管廊温度-应力耦合三维有限元模型,分析火灾作用下综合管廊的变形规律及结构损伤,结果表明内侧墙体在燃烧7.5 min以内时变形迅速增加,随后变缓并趋于稳定,结构变形呈左右对称分布;圆形管廊结构内侧受压外侧受拉,应力沿周长分布均匀;矩形管廊拉应力集中在腋角处,外侧应力较小,而圆形管廊在外侧仍有较大的拉应力,建议在圆形管廊外侧增加相应的抗火灾措施;圆形管廊结构损伤区的范围为火源两侧约13 m,为综合管廊的抗火设计奠定基础。

防火封堵材料GB 23864-2023与GB 23864-2009对比分析与解读探讨

防火封堵材料标准的变化对生产制造、应用、检验都有重要影响,依据历次标准的实施过程来看,在新标准的初始实施阶段,特别是变化比较大的情况下,总会产生一些对标准理解不够充分、理解混乱甚至错误使用标准的现象发生,给相关从业者带来损失。为使相关从业者更好的理解、正确使用新标准,本文对新标中影响较大的增加部分:电缆填充率、管道贯穿率、使用场所、多组分封堵材料、产烟毒性、气密性、冲水试验性能;标准变化部分:火灾环境条件、试验升温条件、炉内压力条件、试件制作、综合判定准则,结合工程应用、现代建筑要求、防烟灭火救援需要、检验的变化、与其他标准的关联等作了进一步的分析论述与解读,并对新标指导下产品的生产、使用、检验作出了探讨。

基于供水管网水力模型的市政管网消防供水能力研究

为提高城市消防安全水平和火场救援的效率和质量,基于供水管网水力模型,对市政管网消防供水能力进行研究,利用算法分析计算应急状态下满足消防取水需求的市政管网最大消防给水量,得出市政给水设施在火灾条件下的实际给水能力。填补城市消防给水设施管理部门和消防实战应用单位之间的真空地带,解决各信息之间的“信息断层”和应用系统之间的“信息孤岛”问题,充分发挥城市消防给水设施效能,保障消防安全。

CPVC消防管材专用料的性能研究

研究了稳定剂、抗冲改性剂、复合润滑剂对氯化聚氯乙烯(CPVC)消防管材专用料力学、耐热及塑化等性能的影响.结果表明:以有机锡为主稳定剂、水滑石为辅助稳定剂的复合稳定体系具有较长的动态稳定时间;具有核-壳结构的抗冲型ACR改性剂对CPVC树脂的简支梁冲击强度、拉伸强度、维卡软化温度等性能的影响介于MBS与CPE之间,且用量(质量份)为7.0时,专用料综合性能较优;高熔点的外润滑剂EBS和PE蜡具有相对较低的平衡扭矩和较长的动态稳定时间,用量(质量份)为0.4的固体增塑剂可有效改善树脂塑化块的细腻状态.

府村川隧道消防管道“管中管”传热模式及关键参数

为明确基于太阳能利用的公路隧道消防管道内设加热保温方案的关键参数,依托府村川隧道工程,建立“管中管”数值计算模型,通过数值与理论计算,确定经济合理的保温层厚度和进口温度,并通过拟合计算,提出能综合反映闭合环路管加热的传热量放大系数。研究结果表明:1)外敷保温层的防冻效果存在上限,保温层厚度取值宜为50 mm左右,加热管进口温度应保持在40℃以上,能有效阻止消防系统冻结;2)第2传热过程数值计算结果与理论计算结果吻合较好,证明了数值计算结果的可靠性;3)结合数值计算结果,提出考虑第1传热过程双管闭合环路加热的传热量计算公式,并通过府村川隧道工程验证了公式的可行性,提出当消防管道温度小于36.4℃时,消防管道不会发生冻结危险。

管廊内电缆内热源燃烧过程数值模拟研究

为预防综合管廊局部空间内部电缆火灾事故的发生,运用火灾动力学模拟软件(FDS)三维传热和热解模型,对15 kV铜芯电缆着火过程建模分析,分析不同条件下电缆温度分布、热解气体分布以及热释放速率(HRR)曲线,以及热源功率大小和持续时间对电缆燃烧过程的影响。结果表明:随着热源功率的增加,电缆着火时间缩短,火灾危险性增加;HRR峰值和最大火蔓延长度(FSL)随着热源功率的增加呈线性增长;及时阻断热源功率可有效预防火灾的发生;热源功率消失后的火焰残留时间随着热源功率持续时间的增加整体呈现先上升后下降的趋势。

基于多特征无量纲向量的图像型管廊火灾探测技术研究

针对管廊火灾检测中背景干扰与小目标检测困难的问题,提出采用无量纲特征参数描述图像型火焰动静态特征的火灾检测方法。利用背景差分法分割火焰目标区域,分析火焰发展特性,提取、计算角二阶矩变化率(A^(*)_(ASM))、对比度变化率(C^(*)_(CON))、自相关度变化率(C^(*)_(COR))、面积变化率(S^(*))等无量纲特征参数;拟合无量纲特征融合向量T^(*)并在SVM模型中检验其可靠性。研究结果表明:通过对不同可燃物在不同空间环境下的燃烧视频随机200帧序列进行检测,发现提出的无量纲特征参数具有“稳定”的变化范围,对火灾火焰与一般火焰的识别率最高可达97.5%,98.0%,受监测空间环境的影响较小。研究结果可为图像型火焰特征提取提供借鉴。

高强钢管混凝土的耐火极限

为了研究均匀受火条件下高强钢管混凝土的耐火极限,选择了合适的材料本构关系,利用ABAQUS有限元软件建立了对应的温度场和耐火分析模型,分析了混凝土强度、钢材屈服强度、载荷比和外钢管壁厚对耐火性能的影响。结果表明:载荷比和混凝土强度是影响高强钢管混凝土耐火极限的主要参数;在同一载荷比的情况下,高强钢管混凝土的耐火极限随着外钢管屈服强度的增加而降低,随着混凝土强度的增加而升高,随着外钢管壁厚的增加而减小;相同载荷条件下,高强钢管混凝土的耐火极限明显高于普通钢管混凝土。

新型船用排气管气密防火通舱装置设计研究

船舶排气系统是为船舶主机、发电机、燃油锅炉等设备排除工作时产生的废气的管系,除了基本的工作要求外,还应该满足降低噪声的要求。对于一些特殊船舶,还要特别考虑防火防爆问题。由此可见,船舶排气管系的防火对于船舶安全航行、船员的人身安全具有十分重要的作用。一种新型的船用排气管气密防火通舱装置,可以带走主机排气热量,有效降低排温,对于船用排气管的密封性以及防火性起到重要作用。

池火灾环境下石化管廊管道热响应规律数值模拟

以上海化工园区某段管廊为研究对象,采用FDS软件构建在池火灾环境下石化管廊管道模型,研究石化管道在池火灾下的受火过程及管道热响应规律。结果表明,火灾功率对池火灾影响最大;随着火灾功率的增大,池火上方管道达到最高温度时间缩短,温升速率增大,管道位置对于温度上升的影响逐渐减小,不同位置管道的温差呈现先增加后减小的趋势;当风速大于1 m/s时,风速每增加0.5 m/s,管道峰值温度降低20%;增大油池尺寸可有效增强火焰对油池位置偏移的抗性;并根据石化管廊管道池火灾下热响应规律,建立管廊管道温升公式。

钻孔埋管换热器用于寒区隧道消防管网加热保温的理论研究

为解决寒区隧道消防管冻结失效问题,提出一种基于钻孔埋管换热器的新型加热保温系统;基于非等温管道流模型,联立消防管段加热过程和埋管换热器换热理论,得到系统运行过程中流体温度分布的解析解。以林场隧道工程为背景,对加热段水温、换热器换热效率等的变化规律进行理论分析与数值验证。研究结果表明:进、出口水温先降低后快速上升再缓慢下降,10 h时达到峰值;加热初期,轴向水温分布为“进口温度高、出口温度低、段中温度突变”,之后在4~5℃范围内近似呈均匀分布;随着系统的运行,换热器平均换热效率稳定在约15 W/m。系统连续运行对地温的影响范围不断扩大,钻孔附近地温不断降低。系统间歇运行模式由设定高限和低限控制,在间歇期内,围岩地温可得到一定程度的恢复,且换热器换热效率较连续运行工况下的高。水温、换热器换热效率等的理论计算结果与数值模拟结果吻合度较高,本文所提出的寒区隧道消防管网钻孔埋管换热保温系统可使消防管段水温维持在设定低限温度以上,节能高效,有一定的应用价值。