大型LNG储罐泄漏扩散及火灾爆炸后果分析研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangyng
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近年来,为了满足国内对天然气的需求,我国沿海建立了许多大型LNG储罐。LNG虽然是清洁高效的优质能源,但易燃易爆,储罐内的LNG一旦泄漏到大气环境中,将对周围的人员、设备和建筑等产生极大危害。因此,有必要对大型LNG储罐泄漏后果进行研究。针对大型LNG储罐泄漏后的气云演变问题,利用ICEM建模软件建立16×10~4m~3大型LNG储罐三维模型,选取多相流模型描述LNG蒸气云在大气中的扩散,借助用户自编程序功能(UDF)编译LNG汽化传质传热过程,在进行LNG储罐泄漏扩散仿真计算的同时,研究风速、风向、障碍物、罐区分布对气云扩散的影响。结果表明,风对高浓度气云的混合稀释作用较强,对低浓度气云的平流输送作用较强且大风速更利于促进气云扩散;从顺风泄漏到逆风泄漏,储罐自身对气云扩散的阻挡作用逐步增强,气云扩散速度逐步减慢,逆风泄漏最不利于气云扩散,可能形成非常大的危险云团;障碍物导致重气云短期聚积,使得气云扩散时呈现攀爬和分流两种模式;罐区顺风向分布越简单,越利于LNG扩散。将相同环境条件下的单罐及罐区泄漏扩散后果进行对比,发现同一时刻的罐区危险气云体积比单罐危险气云体积大得多,主要是由于罐区其他大型储罐在改变风场分布的同时阻碍气云扩散,延长高浓度气云在空气中的存留时间。为确定大型LNG储罐泄漏后事故的严重程度,建立大型LNG储罐火灾爆炸后果预判方法,模拟计算大型LNG储罐泄漏扩散及火灾爆炸后果,并研究环境条件对事故后果的影响。结果表明,火灾爆炸危险区域的分布受风速及大气稳定度影响较大,受环境温度影响相对较小,基本不受空气相对湿度影响。研究结果对LNG接收站选址、罐区布局和LNG储罐泄漏扩散后果预测具有一定指导意义,为制定应急防护策略提供科学依据。
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