基于CFD技术的LNG储罐安全阀火灾探讨

发生翻滚事故时,为防止LNG储罐超压破裂,大量的天然气通过安全阀放空,若遇点火源,则将会发生安全阀火灾。采用CFD方法对某LNG接收站储罐安全阀火灾过程进行模拟,得到温度场、热辐射场等基础数据。LNG储罐发生安全阀火灾时,火焰高度为50m,火焰最高温度达1 872K;储罐处于32kW/m2热辐射影响范围之外,因此安全阀火灾不会对储罐的混凝土外表面造成损害;罐顶部分区域处于15kW/m2热辐射影响范围内,热辐射可能对罐顶金属设备及管线造成损害,应当提高安全阀高度或在罐顶增加喷淋降温措施;地面处最大热辐射值为4.3kW/m2,行政办公楼不会受到安全阀火灾的影响。

大型LNG全容罐安全阀火灾影响研究

为了研究LNG储罐翻滚事故下安全阀火灾热辐射影响,利用计算流体力学的方法对不同风速、风向下放空气火灾进行了模拟,得到火灾热辐射影响范围。结果表明:在目前安全阀高度15 m(距离罐顶平台)的设计条件下发生翻滚安全阀放空火灾,当大气风速超过5 m/s时,火灾热辐射会对LNG储罐顶部部分区域内的金属设备及管线造成损害。根据安全阀火灾热辐射评估结果,从安全设计审查和日常操作维护方面提出了预防控制措施。

基于安全阀火灾辐射的LNG全容罐瞬态热力耦合分析

为了防止LNG全容罐温度升高、LNG沸腾气化导致罐内压力升高,常采用安全阀释放罐内气体的方法来控制压力。在LNG蒸气释放过程中,若被点燃会发生火灾,LNG全容罐在火灾产生的温度应力和LNG气压等荷载作用下,有可能开裂、坍塌导致LNG泄漏,进而造成重大的安全事故。目前国内尚无相关规范规定,而国外的标准、规范也仅给出了一般性的条款,没有具体的计算公式。为此,阐述了安全阀火灾热辐射研发的必要性;探讨和建立了LNG全容罐的传导、强制对流、火灾辐射和内部空间自辐射,以及相互耦合的复杂三维瞬态热分析有限元模型,获得了瞬态热分析各个燃烧时间点的计算结果,并给出了合理的解释;最后将热学模型转换为力学模型,施加火灾产生的温度,组合气压和自重,经计算获得了LNG全容罐在火灾燃烧时限内的最大应变。结果表明,与混凝土的极限应变对比,储罐不会发生压碎坍塌。该研究成果为后续国内规范的编制和LNG全容罐结构优化设计奠定了基础。

火灾安全型切断球阀的选型及相关设计

控制阀作为最终执行元件,其安全性历来是关注的焦点。仅仅关注阀门调节品质,并考虑其准确性、可靠性是远远不够的,同时还要考虑管道及阀门等部件的泄漏问题,从而避免因为外部火灾而引起管道或设备内部物料的燃烧。在该前提下,Fire Safe,火灾安全型阀门,Fusible Link等概念被相继引入。针对火灾安全型软密封切断球阀,介绍了其火灾安全功能和防静电功能,以及球阀本体选择的注意事项,并探讨了提高球阀火灾安全性的方法,值得广大工程人员借鉴和参考。