空气驱油可燃气体爆炸安全风险分析

目的目前,安全问题仍然是限制空气驱大规模应用的主要原因,为此进行了针对其爆炸极限计算方法的研究。方法通过对6种可燃气体的单组分计算方法、单组分文献值与2种多组分计算方法进行组合,得到了14种计算组合,将其与国内某油田3口井的爆炸实测值进行比较,以判断哪种组合适应性最好。结果含碳原子单组分燃气计算法与多组分燃气计算中查图-理·查特里修正法组合得到的计算结果整体误差相对较小,更符合爆炸极限实测值。结论可为C_(1)~C_(3)轻烃体积分数达90%以上的井流物的爆炸极限理论计算方法的选择提供参考。

基于大数据的可燃气体检测报警器管理

本文通过分析可燃气体检测报警器管理中的问题,提出使用大数据监管平台,对数量庞大的可燃气体检测报警器进行监督管理,从而达到降低安全风险的目的。

TDLAS在森林可燃物热解气体多组分同步测量中的应用分析

森林可燃物热解的研究,对森林火灾预警和控制具有重要意义。森林可燃物热解过程中主要生成CO、 CO_(2)和CH_(4)等含碳气体,这些气体的不断释放容易引发森林火灾并加剧温室效应,快速准确检测这三种组分的浓度有利于火灾早期预警和大气环境保护。通过频分复用结合可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术准确测量了六种山林树种样品热解气体中CO、 CO_(2)和CH_(4)三种组分的浓度,证明了频分复用-TDLAS技术对森林可燃物热解气体多组分同步测量的适用性。首先,介绍了频分复用-TDLAS技术的基本原理,确定了三种组分互不干扰、且谱线强度适宜的吸收谱线。其次,为了准确反演不同的浓度,对二次谐波(2f)信号和二次谐波/直流(2f/DC)信号的特性进行了研究。通过Simulink仿真的方式,比较了利用2f信号和2f/DC信号反演不同浓度准确性的差异,结果表明2f/DC信号具有更大的线性区间,适用于森林可燃物热解气体中不同浓度组分的测量。最后,利用两支中心波长分别为1 580.0和1 653.7 nm的分布式反馈(DFB)激光器搭建了CO、 CO_(2)和CH_(4)同步测量的实验装置。在900℃管式炉中对六种树种样品进行热解以及热解气体制备,利用Herriott吸收池测量了三种组分的2f/DC信号,通过标准气体建立标定模型获得了热解气体中三种组分的绝对浓度。结果显示,三种组分的2f/DC信号峰值与浓度满足良好的线性关系,线性度大于0.995,且在焦炭气化反应和Boundouard反应的作用下,六种树种样品热解气体中CO浓度明显高于CO_(2)和CH_(4)。通过分析枫香叶样品的光谱,表明在2 s测量时间内,该光谱系统对于CO、 CO_(2)和CH_(4)的最低检测限低于0.008%,灵敏度优于0.005%,满足森林火灾预警的需求。该研究为森林可燃物热解气体多组分同步测量以及森林火灾预警提供了方法参考。

储能用锂电池热失控可燃气体爆燃过程研究

为了有效防控磷酸铁锂电池储能电站安全事故,评估磷酸铁锂电池热失控后逸出气体的爆炸危险性是重中之重。本文根据前期试验结果,配制不同荷电状态(SOC)磷酸铁锂电池热失控逸出可燃气体和空气不同体积比例的预混气体,开展预混气体爆燃过程研究。试验结果表明:预混气体爆炸压力随着可燃气体体积分数的增加呈现先增加后减小的变化规律,与SOC相关性不大;预混气体爆燃的最大压力p_(max)随着预混气体中H_2、CO、CH_4等可燃组分占比的增加而增大;通过20 L球爆炸极限测试试验,获得不同荷电状态电池所配制的预混气体爆炸极限;对比2种爆炸极限数值计算方法,认为勒夏特列公式适用于爆炸下限计算,绝热火焰温度法适用于爆炸上限计算;根据爆炸指数K_g可知,磷酸铁锂电池热失控气体发生爆炸事故后造成的破坏效应随着SOC的增大而增大,说明高SOC的磷酸铁锂电池极易引发火灾爆炸危险,建议采取布设监控可燃气体浓度的装置等手段防范和减轻电池潜在风险。

滇东地区海寨林场针叶林地表可燃物潜在火行为研究

在海寨林场针叶林内设置样地,开展外业调查,采集地表凋落物并进行室内燃烧模拟和实验室理化性质分析,采用SPSS 26.0软件分析数据,探究海寨林场针叶林地表可燃物的特征及潜在火行为。杉木的绝对含水率为(9.40±0.65)%,热值最低为(19 878.9±48.63) kJ/kg,并且杉木的火强度和蔓延速度最小,分别为(259.64±19.73) kW/m和(0.33±0.14) m/min,所以杉木的燃烧性最差;云南松纯林可燃物载量为(0.27±0.12)kg/m2,热值为(21390.88±73.39)kJ/kg,火强度较低,为(307.26±15.83) kW/m,实际烧损率仅为(55.32±15.02)%,云南松的热值最大,容易引燃,但载量太低,无法维持正常燃烧;华山松纯林的热值低于云南松,且火强度和烧损率低于云南松-华山松混交林;云南松-华山松混交林的蔓延速度和火强度为(0.82±0.31) m/min和(564.14±13.53) kW/m,远高于其他3种,潜在火灾风险等级最高。由上述潜在火行为可知,海寨林场4种针叶林引发火灾的风险等级由高到低依次为云南松-华山松混交林、华山松纯林、云南松纯林和杉木。

北京西山林场侧柏林可燃物含水率及林火预测

以北京西山林场侧柏林为研究对象,对选择林分的特征进行调查,经内业试验对侧柏林地表细小可燃物含水率进行测定,选择通过Pearson相关性分析呈显著的气象因子为拟合变量建立细小可燃物含水率模型,根据引燃试验建立地表火发生概率模型,同时结合Cruz树冠火发生模型,利用实际气象条件对地表火与树冠火发生概率的动态变化进行分析。结果表明:侧柏林细小可燃物含水率模型预测效果较好;防火期内,侧柏林发生地表火的概率较大,而不同样地发生树冠火的概率差别较大,在风速较大时发生树冠火的概率较大。

基于GIS的煤制油可燃气泄漏事故分析与应急处置

为在煤制油生产过程中对化学品泄漏实施有效预警监测,并在事故发生后迅速开展先期处置和事故救援,基于煤制油泄漏研究背景,阐明煤制油可燃气体泄漏事故发生的可能原因和演化机理,将煤制油可燃气泄漏模型与地理信息系统(GIS)相结合,探索可燃气泄漏扩散模型在煤制油可燃气事故救援应急处置中的应用模式。以煤制油可燃气泄漏为例进行模拟分析,初步验证GIS集成下的煤制油可燃气泄漏事故救援应急系统的可靠性和有效性。研究结果表明:在GIS下由煤制油可燃气泄漏扩散模型分析得出的事故波及影响区域范围、应急物资调运时间最短和应急队伍响应路径最优的模拟方案,可为安全生产应急资源调配的基础数据和应急指挥科学决策提供参考,亦可为城市安全综合救援和区域协同救援提供1种可行的借鉴方法。

可燃气体检测报警器检定要点研究

围绕JJG 693—2011《可燃气体检测报警器》基本要求,结合可燃气体检测报警器计量检定工作的特点和检定实践,研究分析了环境条件、气体标准物质通入时机/流量大小、检定操作方法和程序等因素对检定结果的影响,针对各影响因素提出了应对措施,提高了检定结论的准确性和可靠性。

可燃冰沉积物制备、分解及力学特性测试装置

研制了含可燃冰沉积物室内制备、分解及力学特性测试装置。该装置由低温-高压三轴压力室系统、甲烷气体注入-控制系统、甲烷气体监测预警系统与数据采集系统4部分组成,可物理模拟可燃冰赋存的低温、高流体压力和高应力的复杂地质耦合环境,采用原位生成法成功制备胶结型含可燃冰沉积物,并通过可燃冰生成过程中甲烷气体的消耗量完成可燃冰饱和度的精准计算;以黏质粉砂和甲烷为材料制作了含可燃冰沉积物三轴压缩试样和剪切试样,结合升温开采技术实现可燃冰分解,由此开展分解前后含可燃冰沉积物压缩和剪切力学特性测试,验证了仪器的可靠性。该装置实现了含可燃冰沉积物室内制备、分解及压缩、剪切力学特性测试,为科研辅助教学提供了良好的测试平台。

江苏省林地细小可燃物载量分布图的研建

地表细小可燃物是引发林火,影响林火蔓延速度、火强度、火焰长度以及能量释放的重要因素,研建细小可燃物载量分布图,对森林防火预测预报、可燃物清理、护林巡护、林火蔓延模型的组建具有重要意义。以江苏省森林资源管理“一张图”图斑作为本底数据,利用第一次全国自然灾害综合风险普查构建的模型参数,采用模型测算、归一化处理、聚类和加权平均等方法。建立了图斑、重点区域、行政村、行政乡镇等四种类型的细小可燃物载量等级分布图。分布图以矢量图形式呈现,包含了行政单位、地理位置、载量、指数、等级等各种属性因子,成为江苏省森林防火数据底座的基础参考图层。

本质安全型可燃气体稀释装置的研制

本文依据JJG 693-2011《可燃气体检测报警器》,针对玻璃浮子流量计存在较大的测量误差,提出选择适宜流量计量限、定点计量及气路切换的设计方案,并研发具有本质安全型可燃气体稀释装置,解决了在复杂现场校准可燃气体检测报警器的难题。

凹腔结构对正丁烷部分预混火焰可燃极限的影响

部分预混火焰的稳定性对燃烧装置的安全、高效、低排放运行影响重大。以带有凹腔/无凹腔的微型圆柱燃烧器为目标模型,以正丁烷为目标燃料,通过实验和数值模拟相结合的方法,研究了在典型一次空气系数条件下,部分预混火焰在这两种燃烧器中的可燃极限范围。结果表明,第一,凹腔燃烧器的火焰稳定范围要远大于无凹腔燃烧器(相差约2个数量级),特别是对于吹熄极限的影响更为显著,这主要得益于凹腔燃烧器特有的双火焰结构(驻涡火焰+外火焰);第二,凹腔燃烧器在外火焰发生回火或脱火后,凹腔内的驻涡火焰仍可以在一定的范围内继续存在;第三,驻涡火焰对壁面的加热是外火焰稳定的关键。上述结论对部分预混燃烧装置的设计有一定的指导意义。

可燃制冷剂在轨道交通车辆空调中的应用

[目的]为分析轨道交通车辆空调中的可燃制冷剂允许充注量,需研究可燃性环保制冷剂在轨道交通车辆空调中安全应用的可行性及方案。[方法]分析空调的安装场所及访问类别,结合不同可燃制冷剂热物性,计算当前轨道交通车辆空调中制冷剂的允许充注量。进一步通过空调间接换热系统的设计,提高轨道交通车辆空调中可燃制冷剂充注量限值,并就不同制冷剂的空调性能进行对比分析。[结果及结论]不同燃烧等级的制冷剂在轨道交通车辆空调中的允许充注量不尽相同,基于制冷剂燃烧下限的限制,可燃制冷剂在轨道交通车辆空调中难以直接使用,而通过间接换热设计可以有效提高可燃制冷剂在空调中的允许充注量,解决制冷剂燃烧性带来的安全风险问题,实现环保制冷剂在轨道交通车辆空调上的应用。

煤自燃环境磷氮系抑爆剂抑制多元可燃气体爆炸机制研究

利用CHEMKIN软件,建立了磷氮系抑爆剂磷酸二氢铵(ABC)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)抑制甲烷/乙烯/氢气多元可燃气体爆炸化学反应动力学模型,并进行数值模拟计算。模型包含多元可燃气体燃烧的化学反应动力学模型和磷氮系抑爆剂热分解的化学反应动力学模型,共61种组分和259步基元反应。根据模拟计算得到多元可燃气体各关键组分摩尔分数变化、反应平衡时温度变化、氢自由基和羟基自由基摩尔分数变化、温度敏感性系数变化等数据,探究关键抑爆组分并对其反应路径进行分析,揭示抑爆剂的抑爆机制。结果表明,ABC和MCA均对多元可燃气体有较好的抑爆效果,且抑爆效果随ABC和MCA比例的增加而增强,ABC抑爆效果优于MCA。两种抑爆剂皆可通过促进H基和OH基结合,生成更加稳定的H_(2)O从而达到抑爆效果,其中ABC的主要抑爆机制为HOPO和PO_(2)形成2HOPO⇔PO_(2)抑制循环,消耗大量H基与OH基生成更稳定的H2O,切断链式反应从而抑爆;MCA的主要抑爆机制为HNCO消耗H基和OH基生成H_(2)O,切断链式反应从而抑爆。

可燃液体储罐区固定式灭火系统管网布置方式的探讨

为充分发挥固定式灭火系统的作用,有效缩短灭火时间,提高可燃液体储罐火灾的灭火效率,降低火灾对消防人员生命安全的威胁,本文系统调研了国内已建成的固定顶储罐、外浮顶储罐的固定式泡沫灭火系统管网的布置方式和消防冷却水系统的管网布置方式,分析了不同布置方式的优缺点,提出了可燃液体储罐区固定式灭火系统设计及改进的建议。

码头管沟可燃气体有毒气体检测装置的研制与应用

近年来,管沟内油气管道运营的风险日益凸显,国内外已经发生多起地下管沟内油气泄漏聚集不易发现造成爆炸事故,确保管沟内油气管道安全运行是重中之重。但由于管沟内环境恶劣,特别是海边码头管沟内环境更为恶劣,台风期间管沟内积水严重,使得传统的可燃气体和有毒气体检测设备难以稳定运行,加大了管沟安全管理的难度。为解决这一问题,提出了一种泵吸式双气体检测系统,并在码头管沟中成功应用。该系统采用先进技术和创新设计,能够有效吸入管沟内的气体样本,并进行快速、准确地分析和检测。在恶劣环境中稳定运行的能力和对可燃气体及有毒气体泄漏的及时发现,显著提高了码头管沟的安全性。通过这一技术创新,能有效预防潜在的爆炸事故,保护工人和周围环境的安全。该装置的成功应用将为油气管道行业安全管理提供有力支撑,确保管沟的安全性。

石油化工企业低沸点可燃液体灭火系统存在问题分析与探讨

低沸点可燃液体大量存在于石油化工企业中,当前国家标准中对于低沸点可燃液体储罐的灭火设计参数无明确规定,采用普通泡沫灭火系统无法起到彻底灭火作用,急需为低沸点可燃液体储罐提供可靠的灭火手段。文章基于现有工程设计及灭火新理论,对低沸点可燃液体火灾难以扑救的问题进行了分析,分别就固定式七氟丙烷泡沫灭火系统、固定式压缩空气泡沫灭火系统、半固定式压缩空气泡沫灭火系统、移动式空气泡沫灭火系统和干粉灭火系统相结合等灭火方式进行了探讨,并根据储存方式提供了相应的灭火系统解决方案。针对新型灭火系统应用中存在的问题和创新点提出思考,以期为今后的消防设计及有关标准的制定提供一定思路,提高石化企业油品储存的安全性。

激光云台可燃气体探测器在液化天然气接收站的设计应用

LNG接收站存在天然气泄漏和火灾爆炸等风险。分析了几种常见的可燃气体探测器的原理及优缺点,介绍了激光云台可燃气体探测器的原理、组成及选型要求。以某LNG接收站为例,分析了可燃气体探测器原布置方案在运行过程中存在的问题,提出了增设激光云台可燃气体探测器的优化方案。实际应用表明,激光云台可燃气体探测器作为现场可燃气体检测的补充技术手段,各项参数检测结果均满足设计要求,具备高准确性、高灵敏度、高安全性等优点,在LNG接收站气体泄漏探测领域具有良好的应用前景。

飞机燃油系统闪电试验可燃气体配比研究

飞机燃油系统闪电试验中,可燃气体混合配比体积分数的轻微变化对气体的点燃能量和点燃概率有重要的影响。采用混合配比体积分数不恰当的可燃气体可能会导致闪电试验欠考核或过严考核,进而影响对闪电防护设计有效性的准确评估。采用高精度的动态气体配比调控系统搭建了可燃气体点燃试验验证台架,通过试验对不同可燃气体配比体积分数下的最小点燃能量及相关点燃影响因素进行了研究和分析。研究表明:采用5.0%氢气配比体积分数的可燃气体可检出200μJ及以上能量的全部点火源,同时可避免闪电试验被过度考核,推荐进行优先选配;随着氢气配比体积分数的增大,可燃气体点燃所需的点燃能量逐渐降低;氢气配比体积分数越高,燃油系统闪电试验被过度考核的程度就越大;鉴于可燃气体燃爆冲击的安全影响,不推荐燃油系统闪电试验采用6.5%及以上氢气配比体积分数的可燃气体。试验数据及研究结论可为飞机燃油系统闪电防护设计及闪电试验提供参考和指导。

面向铁路设施的典型可燃气体设施安全距离研究

为确保铁路设施免受可燃气体的事故影响,深入探究可燃气体储罐与铁路设施的安全距离。以丙烷为例,结合国内外事故案例,分析可燃气体扩散对铁路设施的危害。采用事故后果分析法,分析不同储量丙烷储罐泄漏后的影响范围。研究结果表明,孔泄漏的影响范围随储量的增加会在某一储量下达到上限,瞬时泄漏的影响距离与储量成正相关。基于蒸气云爆炸事故场景,提出铁路设施与丙烷储罐瞬时泄漏的安全距离公式。以期为铁路勘察设计前期选线论证提供技术参考。