LNG容器蒸气膨胀爆炸特性研究

对液化天然气容器机械破损后的液体过热汽化建立了非平衡相变模型。根据非平衡相变理论,讨论了蒸气膨胀爆炸的过减压极限,并按照气泡半径是否超过临界半径,把气泡的增长分成了束缚和逃逸两个时区,分时区讨论了系统各物理量的变化。通过对液化天然气典型储运工况的计算,得出了不同条件下的过减压极限、压力下降及反弹演化过程,状态参量核化速率的变化过程及最大超压。分析了蒸气膨胀爆炸的基本特性:快速显著核化和沸腾延迟,以及初始条件、损口面积和容器尺度等对物理过程的影响。

沸腾液体膨胀蒸气爆炸滞止时间模型

为研究液化气体泄漏时发生沸腾液体膨胀蒸气爆炸(BLEVE)现象,基于杨-拉普拉斯公式及汽泡形成和成长的条件特性,应建立液化气气体泄漏发生BLEVE现象的滞止时间模型。根据泄漏气体的喉部泄漏特性,建立气体泄漏速度公式;依据泄漏压力容器内部气体比体积变化情况,建立压力容器内部比体积数学模型;基于气体泄漏速度公式及压力容器内部比体积数学模型得到液化气体泄漏发生BLEVE现象的滞止时间数学模型。结果表明,过热度足够高时,将使汽泡内部的饱和蒸气压强打破汽泡表面张力形成的势垒,汽泡破裂,发生蒸气爆炸现象,在汽泡形成和上升过程中,汽泡平均上升时间较长,实验结果验证了模型的有效性。

储罐爆炸事故碎片抛射距离简易预测模型

为合理确定液化石油气储罐爆炸事故中爆炸碎片的抛射范围,基于动力学原理和理论分析构建了爆炸碎片抛射距离预测模型,并借鉴某液化石油气爆炸事故案例有关数据进行数值模拟和验证分析。结果表明:模型预测值与事故数据及前人的Monte Carlo数值模拟结果较为吻合,模型对于球罐和柱形储罐爆炸事故都具有很好的适用性。该模型可快速便捷地预测爆炸碎片的危害范围,预测结果可为应急部门救援决策提供技术支持,同时也可为石油化工园区规划建设及风险管控提供理论依据。

液化天然气BLEVE机理研究及其事故后果评价

运用范德华方程描述热侵袭下储罐内过热液体的大量蒸发现象,揭示了储罐压力骤升具有的尖点突变的特征,当压力为0.1～0.8MPa时,相应的失稳过热度在143.5～150.7K的范围内变化.能量平衡理论的计算表明:储罐因失效而引发的沸腾液体膨胀式蒸气爆炸(BLEVE)过程中,所释放的能量随过热液体温度的增加而增加.文中还对BLEVE的爆炸冲击波超压及人体安全距离进行了估算.研究结果可为LNG储运过程中此类事故的预防以及后果评估提供理论依据.

外部时变热流对液化气体储罐的热响应规律

火灾高温环境极易诱发临近液化气体储罐发生沸腾液体膨胀蒸气爆炸(BLEVE)事故。为研究火焰热辐射作用对液化气储罐及内部介质的热作用规律,本文建立以辐射加热源模拟外部火焰作用,过热水为介质的小型储罐BLEVE实验模拟装置。实验结果表明:储罐接收外部热作用时间越长,其泄爆产生的压力反弹越剧烈;外部热作用强度的增大,提升了储罐内部压力响应速率;储罐气相空间的加热作用可以提高内部温度分层度,气相加热面积越大,分层程度越大,从而泄爆后的压力反弹越低。

液化气储罐受热引爆机理分析

沸腾液体膨胀蒸气爆炸(boiling liquid expanding vapor explosion,BLEVE)是过热液体整体沸腾迅速膨胀引发的爆作.液化气罐在储运中时有BLEVE在发生.基于英国健康与安全署的关于液化气罐在火焰包围环境下的实验结果,分析了储罐受热后其内部压力、罐壁温度变化及储罐介质排放等一系列热物理过程及各相关因变量之间的相互关系.据此介绍了可以模拟储罐受热引发BLEVE现象的压力液化气仿真软件PLGS99的物理模型与数学模型,并在此基础上详举实例讨论了储罐受热引发BLEVE爆炸的机理.