防烟水幕发生及收缩效应理论与实验

以水为介质的连续封闭液膜来控制烟气扩散的水幕防烟(SCWC)系统是一种新型的防烟系统,应用于建筑防排烟中可有效地实现对烟气控制。水幕是由发生装置产生的,水幕发生过程受到水气表面张力、重力和空气阻力等诸多因素的影响,为了研究防烟水幕水流体流动规律和流动特性,对运动过程中防烟水幕水流体的表面张力、重力、空气阻力、剪切力、内部水压力、空气浮力等进行受力分析,建立防烟水幕水平横向运动的微分方程,推导水幕运动轨迹方程式,探究防烟水幕的发生机制,进一步讨论水幕的收缩效应,推导防烟水幕水流体降落时横向收缩系数表达式,分析防烟水幕横向运动规律,开展防烟水幕发生与收缩效应的实验研究,对实验结果与理论结果进行比较分析。结果表明:防烟水幕运动是水气两相流在重力和表面张力作用下的俯射运动;水幕在横向运动过程中的收缩效应对水幕横向宽度的维持有破坏作用;水幕长度偏差不大于4.22%,收缩系数偏差不大于1.37%。

粒度对煤自燃过程中特征温度的影响

将5种不同粒径伊泰煤在空气氛围中以两种不同升温速率进行热重实验,通过分析煤样TG-DTG曲线探讨煤样粒度对煤自燃过程中特征温度值的影响。结果表明,在两种不同升温速率下,煤样粒径减小,临界温度降低;活性温度仅有小幅降低;增速温度并未显示明显的规律性;粒径对煤样着火温度的影响较小;对于未经筛选的混合煤样,其活性温度和增速温度均与其平均粒径相近的样品的活化温度和增速温度接近,但其临界温度呈现最低值,说明粒度分布宽的煤样其自燃危险性更强。

易诱发输电线路跳闸的山火时空分布规律及发生频率分析

基于中国南方电网某公司下属各局所辖区域内自2000年以来山火诱发高压输电线路跳闸事故的统计数据,从季节和月份等时间因素及地势地貌和林分类型等空间因素进行分布规律分析,确定山火诱发同步跳闸频率;为进一步探讨易爆发山火地区存在的问题和安全隐患,利用全国森林火险气象警报图与谷歌地球软件相结合的方法,对南方五省份(广西、广东、云南、贵州和海南)输电线路因山火跳闸的重灾区进行初步识别和划分。结果表明:时间上,可致跳闸的山火爆发具有季节性,一般集中于每年2—4月和每日11:00—18:00,发生频率依次为71.2%和91.2%,而在输电线路因山火跳闸率最高的2月份,云南西北部和广东北部的局部区域森林火险气象等级达到5级;空间上,可致跳闸的山火发生在阳坡的频率为94.1%,其中在缓坡和直线坡发生频率依次为50.0%和55.6%;维持山火可燃物多为桉树等油性速生林,发生频率为58.5%。此外,在地域分布上,云南、广西及南方五省份交界处由于森林覆盖稠密且高压输电线路分布密集,山火诱发跳闸事故较为严重。

煤质粉末活性炭自燃和热稳定性分析

针对煤质粉末活性炭最显著的热危险特性——自燃危险性进行试验。采用粉尘层最低着火温度测定系统对煤质粉末活性炭进行自燃试验,测定煤质粉末活性炭的最低着火温度;采用SDT Q600热重分析仪测定煤质粉末活性炭在氮气和空气气氛中以20℃/min的速率升温至700℃时的热解和燃烧特性,通过TG/DTG曲线计算其着火温度,并进行热稳定性评价。粉尘层自燃试验结果表明,煤质粉末活性炭最低着火温度为400℃,具有自燃危险性,易形成阴燃;氮气气氛中热解试验表明,热解过程经历了室温~120.0℃和280.0~700.0℃两次轻缓失重阶段,646.44℃时挥发分热失重速率最大,对应热失重速率峰值为0.082 6%/℃,自燃危险性较低;空气气氛中燃烧试验表明,燃烧过程经历了室温~95.5℃和300.0~600.0℃两次剧烈失重阶段,分别为吸附水分受热蒸发和氧化生成的有机官能团分解脱附导致,565.35℃时挥发分热失重速率最大,对应热失重速率峰值为13.20%/min,粉末较强的氧气吸附效应和较低的导热系数导致其自燃倾向较高,火灾危险性较大。

某850kW水平轴风力发电机机舱火灾模拟与分析

采用火灾动力学模拟器软件和性能化防火设计理论,基于实际事故案例分析,设计针对某850 kW水平轴风力发电机机舱的典型火灾场景,建立池火灾模型,对额定风速(13 m/s)下机舱内该类型火灾的发生和发展过程进行研究,模拟计算机舱内火灾的热释放速率、温度场和速度场等参数,探讨进气口风速对火灾热释放速率和温度场等的影响。结果表明:封闭条件下,从齿轮箱底部发展起来的油池火灾热释放速率在62.4 s时达到最大值(757 kW),持续燃烧93 s后降至0;齿轮箱附近部件遭受火灾破坏最为严重,喷射油料二次燃烧导致火强度变大并加剧了火灾的破坏程度。额定风速下,齿轮箱附近软管喷射油料未出现二次燃烧现象,但火灾后期热释放速率在335 s内达到4 000 kW;以火源为分界面,火源前方区域温度(406~567℃)明显高于后方区域温度(177~279℃);顶部通风口承受全部热流,机舱罩顶部温度最终达到930℃,并出现轰燃。

不同密度FPUF阴燃特性及热解动力学分析

自制中尺度综合阴燃实验平台,以2、3、5L/min的气流速率对软质聚氨酯泡沫(FPUF)样品P1、P2、P3(密度为20、30、35kg/m3)进行阴燃实验,以扫描电镜和热重分析仪对其阴燃特性、微观形貌及热解和动力学特性进行表征,探讨密度对FPUF的阴燃、传播速率、热解过程和动力学参数的影响。结果表明,FPUF阴燃建立所需时间的长短依次为P2、P3和P1;阴燃传播速率随密度增大而增大,且随气流速率增大而更加明显;SEM结果表明,FPUF密度越小其孔径越大,越有利于气流通过;热重及TG动力学分析结果表明,FPUF在氮气气氛下的热解大致分为200~330℃和330~450℃两个阶段,密度对其影响主要体现在第二阶段。

基于系统动力学的机械制造行业事故危险性综合评价方法研究及应用

为了研究机械制造行业综合危险性,应用系统动力学理论和方法,结合层次分析法(AHP)、预先危险性分析-作业条件危险性评价法(PHA-LEC)、模糊综合评价法以及安全检查表法(SCL)等评价技术,利用仿真技术构造机械行业危险性整体框架,研究机械制造行业突发事故的危险程度,并以"8·2昆山粉尘爆炸事故"作为具体实例,综合评价突发事故的危险性。

HIPS阻燃复合材料三元潜在火灾危险性评价

将高抗冲聚苯乙烯树脂颗粒(纳米/微米级)、十溴二苯乙烷颗粒、三氧化二锑、弹性体、分散剂和偶联剂通过一步熔融共混工艺先行制备UL94 V-0级阻燃母粒,再将其与HIPS本体树脂按不同比例混合制得阻燃复合材料,并利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)及ISO 5660锥形量热计三项测试表征制得样品的燃烧和火灾性能,从中提炼和分析LOI、垂直燃烧等级和最大热释放速率(Pk HRR)等三元关键指标相关性,给出了定性定量相结合的潜在火灾危险性分级范围。结果表明:UL94燃烧等级和Pk HRR相关性体现为当Pk HRR≤330.0 k W/m^2时,试样UL94等级均为V-0级;UL94燃烧等级和LOI相关性体现为随UL94燃烧等级从V-0降到HB时,试样LOI从27.0降到17.0;Pk HRR与LOI相关性体现为Pk HRR与LOI呈粗略反向线性相关性;UL94燃烧等级、Pk HRR和LOI三元相关性体现为当LOI<22.0、Pk HRR为399.0~665.0 k W/m^2时,材料UL94燃烧等级介于HB^V-2。

政府主导下的我国极端洪水灾害风险管理框架研究

极端洪水灾害的频繁发生已经给人类社会生活和经济带来了巨大的灾难。针对极端洪水灾害的发生概率小、损失巨大的特点,根据中国国情,提出政府主导下的经营性政府、保险市场和公众共同参与的极端洪水灾害风险管理框架。利用经济学理论,分析此管理框架的基本运行机制和合理性。综合考虑经营性政府的社会效益、保险公司的收益和公众购买保险的灾后恢复力三者之间的合作和协调的和谐阈值,分析并讨论和谐阈值。

原油储罐低温硫腐蚀产物氧化试验研究

为研究硫腐蚀产物的氧化过程,利用自开发的硫化氧化试验系统将从原油储罐罐顶安全阀和呼吸阀内的铁氧化物硫化以获得潮湿和干燥的硫腐蚀产物。利用能谱仪(EDS)以及扫描电子显微镜(SEM)分析硫腐蚀产物的化学组成及其微观特征。结果表明:潮湿和干燥的硫腐蚀产物中均含有单质硫、Fe_2O_3、Fe_3S_4以及FeS_2,但潮湿的硫腐蚀产物中还含有FeS;两种硫腐蚀产物均具有短边、层状钻石表面以及较大核尺寸的微观特征。潮湿硫腐蚀产物的氧化过程主要包括三个阶段,分别是电化学氧化阶段、电化学与化学氧化共生阶段以及化学氧化阶段;潮湿硫腐蚀产物的氧化产物是Fe_2O_3。最后提出硫腐蚀产物氧化自燃时能够有效避免火灾、爆炸事故的监测预警指标。

基于空间信息格网的极端洪水灾害期望损失估测

分析了我国极端洪水灾害的社会属性和自然属性,得到受灾区域社会经济数据空间展布格网和极端洪水自然水文特性格网,通过社会经济数据空间展布格网和极端洪水特性格网的叠加,建立极端洪水灾害损失空间信息格网,利用极值理论和分割多目标风险方法,得到极端洪水风险损失的分布及其条件期望值.选取哈尔滨市1998年的极端洪水为例进行实证分析,给出了相应的极端洪水风险损失估计.

基于热重分析的煤升温氧化及煤氧复合特性分析

为了探讨煤氧化自燃特性,将来自平顶山、某电厂（混合煤）、山西的3类共7组煤样在干空气氛围中以固定升温速率（20℃/min）进行热重试验。结果表明：煤样在含氧氛围中的升温氧化过程可分为吸附自热和氧化增重2个阶段;同源煤样的自燃点（T）与煤氧复合作用时间（t）随着火特性指标（FZ）增大而减小,FZ越大,煤氧复合越容易,其自燃点也越低;对于非同源煤,除PDS2之外,山西煤、平顶山煤、电厂混合煤之间表现出良好的线性关系;建立了无量纲化自燃点（T＇）、煤氧复合作用时间（t＇）与煤氧复合难易指标（Icod）的函数关系,Icod可较好地反映不同品质煤样的自燃难易程度,Icod越小煤氧复合越容易进行,在7组试验煤样中PDS1的Icod最大（1.08）,山西煤次之,电厂混合煤的Icod最小（0.80）,表明电厂混合煤具有更高的自燃倾向性。

易燃液态危化品道路运输燃爆事故演化概率研究

为了分析不同情况下的易燃液态危化品道路运输事故演化为火灾、爆炸事故的可能性,统计了近年来746起相关事故,对事故发生时间、道路、初发事故形式、运载危化品燃爆危险性及事故演化情况进行总结,利用变异系数法得出量化后的评价指标权重,通过事故过程中多因素耦合对燃爆演化率的综合影响强度计算其燃爆演化概率,结合质量控制法划分该类事故的高、低事故率阈值,评价燃爆演化概率危险水平。

风机机舱典型液态油品着火特性及潜在火灾危险性评价

针对某850 k W型号风机机舱中齿轮箱油、变压器油和液压油,分别在15 k W/m^2、25 k W/m^2、35 k W/m^2、50 k W/m^2和75 k W/m^2等外加热辐射通量下采用小型锥形量热仪测量其点燃时间(tig),并计算其临界热辐射通量(CHF或6)q″cr)和着火温度,从着火性对典型液态油品潜在火灾危险性进行评价。结果表明:相同材料不同外加热辐射功率下,齿轮箱油、变压器油和液压油tig随外加热辐射通量增大而减小且均在75 k W/m^2时最短,在15~75 k W/m^2范围,tig下降幅度分别是96.32%、96.97%、93.29%;不同材料相同外加热辐射通量下,液压油在低外加热辐射通量(15 k W/m^2)下tig最小,变压器油在高外加热辐射通量(25 k W/m^2、35 k W/m^2、50 k W/m^2、70 k W/m^2)下tig最小且下降幅度最大(96.97%);齿轮箱油、变压器油和液压油6)q″cr分别是9.23 k W/m^2、6.43 k W/m^2、4.92 k W/m^2;齿轮箱油、变压器油和液压油的Tig分别是352.04℃、306.16℃、268.59℃;基于着火性评价指标,潜在火灾危险性从大到小排序为液压油、变压器油、齿轮箱油。

化工企业事故决策者风险感知模拟预测研究

为研究化工园区突发事故情景下,企业决策者的风险感知变化情况,基于系统动力学系统论、信息论、结构论、控制论、协同论等特点,探索风险感知变化的实际影响因素体系,并结合vensim软件构建企业决策者的风险感知因果关系图和系统流图,定量评判、预测、计算和修正各影响因素之间的逻辑关系,建立量化表达函数并模拟,以此获得各状态变量间的变化情况。对比敏感度分析结果表明:风险感知、风险观念以及风险行为决策影响因素的正负相关性各有不同,且相互影响。

基于火焰脉动的池火灾辐射热流预测模型

化工储罐火灾(类似于池火)时常发生,而现有的池火辐射热流模型对池火近场的辐射热流预测不够准确,原因是现有模型没有考虑火焰脉动的影响。本文基于池火火焰脉动的特征对火焰形状进行合理假设,以建立考虑火焰脉动的池火辐射热流预测模型,并与实验数据、点源辐射模型、Shokri-Beyler模型、Mudan-Croce模型和经典固体火焰辐射模型进行比较。结果表明,新模型更能够胜任池火近场的辐射热流的预测,并能给出辐射热流的波动范围。

地铁站火灾人员疏散时间评估方法探讨

采用人员疏散模拟软件Pathfinder和《地铁设计规范》给出的经验公式,分别计算地铁站火灾时人员疏散时间并进行比较分析,指出经验公式的局限性。以南京地铁1号线某车站为实例,利用两种计算方法分别得出疏散时间并进行对比。在此基础上,对经验公式进行了优化和改进,提出折减系数;并设定5个场景,利用Pathfinder对折减系数进行确定,对优化公式、进行了验证。将优化公式、原公式以及模拟的结果进行比较。结果表明,相比原公式,优化公式的计算结果与模拟结果更接近,误差更小,更符合实际情况。

基于蒙特卡洛模拟算法的环氧乙烷球罐多米诺效应风险分析

基于多米诺效应的故障概率模型,结合某化工公司环氧乙烷存储装置,借助ALOHA软件判定装置间的多米诺影响系数。在此基础上,分别应用分析算法和蒙特卡洛模拟算法对考虑到多米诺效应情况下一特定环氧乙烷球罐T_1的失效概率进行计算分析。结果表明,分析算法和蒙特卡洛算法的结果呈现出较好的一致性。并且随着时间的推移,2种方法的吻合度越来越高。本方法的提出有效地简化了考虑多米诺效应情况下多个装置失效概率的计算,所得结论为工厂对球罐间安全屏障的设计提供一定的借鉴作用。

GIS在石油化工消防应急辅助决策中的应用

针对灭火救援中存在的能力与需求不匹配问题,以石化园区重大危险源为分析对象,基于GIS开发消防队伍快速出警的消防应急辅助决策系统。通过火场火情实时监测数据交互,重新计算并调整消防力量需求。数据输出将装置基本信息、事故后果信息、消防最佳路线、灭火剂用量信息及消防战术信息集中导出。系统可保证应急救援力量在接到火警的第一时间了解目标装置及事故情景,明确应急物资调集需求及消防战术要点,规划最优路径。

天然蛋白杂化硅溶胶阻燃棉织物的制备及燃烧性能分析

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体、乙醇(C2H5OH)为溶剂、盐酸(HCl)为催化剂,1-γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为偶联剂制备SiO2单一、复合和明胶(C102H151O39N31)杂化溶胶,利用激光粒度仪对溶胶粒径进行测定。采用浸渍-烘焙过程将溶胶后整理棉织物。利用热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)对整理前后棉织物热解特性、阻燃性能、表面微观形貌、表面元素组成和官能团分布进行测试和表征,探讨明胶杂化溶胶阻燃效应和机理。结果发现:溶胶粒径分布表明纳米SiO2-KH570-明胶之间发生了化学键紧密结合,缩合生成Si-O-Si和氢键;SEM、FTIR和XPS分析表明具有明胶杂化组分的硅基溶胶在织物表面形成紧密涂层,呈现一定化学结合状态;TG分析表明,该结合状态对热稳定性影响显著,杂化溶胶后整理织物热解残炭率较原始棉织物提高872%,SiO2-KH570和SiO2-明胶复合溶胶体系间存在协效性;LOI分析表明,SiO2-KH570-明胶杂化溶胶阻燃效应最佳,LOI最高为25.2,对应ΔLOI/Δm最高为4.80 g^-1,SiO2单一溶胶和明胶及SiO2-KH570复合溶胶和明胶间体现明显协同效应;明胶可单方面提升SiO2单一溶胶及SiO2-KH570复合溶胶的凝胶化效应,促进三维微观骨架涂层结构形成,提升燃烧过程中棉织物脱水成炭作用。