温度载荷与爆炸碎片冲击载荷耦合作用下储罐易损性分析

爆炸碎片和火灾热辐射是导致储罐区多米诺效应事故升级的重要致损因子。在实际爆炸碎片撞击目标储罐的事故场景中,目标储罐不止只受到爆炸碎片的撞击作用,还受到临近火灾的高温载荷作用。为研究目标储罐在高温环境下受到爆炸碎片撞击的易损性规律,本文建立了目标储罐在温度载荷和爆炸碎片冲击载荷耦合作用下的极限状态方程,并采用蒙特卡洛模拟绘制得到目标储罐在不同罐壁温度下受爆炸碎片撞击的易损性曲线,分析爆炸碎片质量、撞击速度、撞击角度对不同罐壁温度下目标储罐易损性的影响规律。结果表明：爆炸碎片质量和爆炸碎片撞击角与目标储罐易损性成负相关,爆炸碎片速度与目标储罐易损性成正相关。当研究变量为爆炸碎片质量时,在20~400℃和400~600℃两个温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值分别为3.7%、6.7%。当研究变量为爆炸碎片速度时,在20~600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值为3.9%。当研究变量为爆炸碎片撞击角时,在20~600℃的温度范围内,罐壁温度每上升100℃目标储罐最大破坏失效概率平均增加值从0.675%一直增大到7.01%。研究对评估实际事故中爆炸碎片对储罐的损伤及防控爆炸碎片引发的多米诺效应事故具有重要意义。     

化工园区目标储罐受撞击荷载的易损性分析

化工园区或厂区内,立式储罐撞击荷载的易损性能够反映其抵抗爆炸碎片撞击破坏的能力。本文将立式储罐在爆炸碎片撞击下的破坏失效问题界定为目标储罐撞击荷载的易损性问题,分析得到爆炸碎片随机参数分布。基于最大塑性应变准则构建了目标储罐在爆炸碎片撞击作用下的破裂失效极限状态方程并验证了方程的准确性。应用蒙特卡罗模拟绘制目标储罐在爆炸碎片撞击下的易损性曲线,得出碎片的撞击速度是影响储罐动力学响应的主要因素,撞击角在10°~40°时,角度变化会显著影响爆炸碎片的破坏能力。通过随机参数敏感性分析得出,储罐材料密度、撞击速度与目标储罐破裂失效概率正相关,储罐材料屈服强度、壁厚、碎片质量、撞击角与目标储罐破裂失效概率负相关;在设计制造大型立式储罐时,为了降低撞击荷载易损性,可以选用低密度、高强度级别的钢材,在满足储存工艺要求、施工能力与经济预算的前提下,选用厚度较大的圈板作为罐壁等。     

装甲抗侵彻技术研究进展及对化工储罐保护层风险防控的借鉴

爆炸碎片对化工储罐的侵彻作用破坏性极强,储罐保护层技术作为侵彻事故风险防控的重要手段却仍处于起步阶段。典型的保护层技术,如军事装甲技术研究已经较为成熟,可为储罐保护层技术发展提供重要的借鉴意义。本文系统分析了国内外有关化工储罐保护层及军事装甲防护侵彻损伤的相关文献,指出化工储罐保护层技术研究亟待解决的问题,并参考装甲技术研究进展提出其进一步研究方向：在材料选取方面应考虑防弹金属、陶瓷以及一些新兴材料的应用及耦合设计;在结构设计方面可以采用实验及数值模拟两种方法,研究储罐保护层层数、各层厚度比、各层排列顺序、层间间隙等诸多关键参数对储罐保护层抗侵彻性能的影响。通过对侵彻事故发生概率及事故后果严重程度两方面的表征,为储罐保护层技术在爆炸碎片多米诺效应事故风险防控中的应用提供参考。     

液化石油气储罐泄漏火灾爆炸事故后果模拟分析

液化石油气具有易燃、易爆、破坏力强的特点,在储存和使用过程中存在泄漏的危险。本文对液化石油气储罐泄漏后发生火灾爆炸模拟分析,并提出了一系列加强液化石油气储罐预防泄漏的对策措施,以确保液化石油气站的安全稳定运行。     

盐酸储罐爆炸事故树分析

盐酸储罐火灾爆炸事故是氯碱生产中常见的事故之一。采用系统安全分析方法中的事故树分析方法对盐酸储罐火灾爆炸事故进行了定性、定量分析。给出了盐酸储罐火灾爆炸事故树图,事故树的最小割集、最小径集以及3种重要度。最后基于事故树分析提出了预防事故发生的安全防范措施。     

隔板与保护层对球罐爆炸碎片连锁破坏概率的影响

依据塑性理论分析了隔板与保护层存在的条件下碎片抛射与破坏目标的过程,建立了碎片穿透隔板后三维体系内的运动方程,并以球罐为例,应用Monte-Carlo法模拟了隔板与保护层对爆炸碎片连锁破坏效应的影响规律。结果表明,隔板仅在其尺寸范围内阻止碎片的飞行,降低部分碰撞概率值;而保护层可占有较大的破坏概率,显著减少目标破坏的可能性。偏差分析显示,保护层对连锁破坏概率的降低程度超过了90%,为隔板情况下的2～3倍。碎片连锁破坏概率随保护层厚度的变化呈现指数递减关系。研究结果可为球罐防护措施的设计提供理论依据,为了降低多米诺效应出现的频率,应最大限度地避免罐体本身与碎片的接触。     

易燃液体储罐区爆炸、火灾事故树分析

用事故树方法分析易燃液体储罐区爆炸、火灾事故,提出相应的安全对策措施。     

石油储罐火灾爆炸事故树分析及防范措施

石油储罐是火灾爆炸危险的多发区域,储罐一旦着火,蔓延很快,扑救困难,事故造成的伤害范围极大。通过对石油储罐危险性分析,构建石油储罐火灾爆炸事故树,基于事故树分析得出应及时发现可燃物的泄漏、防止可燃物泄漏和控制点火源,并从这三个方面提出了防范措施。     

液氨储罐的火灾爆炸危险性分析与控制

采用危险度分析法、池火灾伤害数学模型分析法、事故树分析法对液氨储罐区火灾爆炸事故的危险性进行定性和定量评价,从不同角度对危险源的危险性进行全方位描述。从而得出清晰、准确、全面的评价结论,并且以此制定液氨储罐区火灾、爆炸危险的控制措施。     

某发酵公司动火作业酒精储罐爆炸事故的调查分析

对某发酵企业一起酒精蒸馏工序冷却水管进行改造动火作业中发生的储罐爆炸事故进行分析。介绍该企业性质、生产规模、生产工艺、产品等基本情况;详细讲述装置改造动火原因、动火作业申请、准备情况,动火现场人员安排、作业进度,爆炸发生经过等;对事故发生的直接原因、主要原因、重要原因及事故性质进行分析和认定;针对事故发生企业和相关部门提出防范措施。     

球罐BLEVE碎片抛射的Monte-Carlo分析

多米诺效应是引发化工厂发生重大灾害性事故的主要原因之一,其总后果的严重性远远超过初始事故后果的严重性。目前研究多米诺效应主要考虑热辐射、超压和碎片3种扩展向量,其中爆炸碎片具有很大的随机性,而且破坏后果常常很严重。对爆炸碎片的研究是个热点和难题。本文以墨西哥城液化石油气爆炸事故中球罐发生沸腾液体扩展为蒸气云爆炸（BLEVE）为例,通过Monte-Carlo方法模拟,利用有关的数据和资料确定爆炸碎片产生和飞行中的不确定性参数的概率密度分布,从而计算出碎片的抛射范围。并在此基础上,考虑目标容器和风的影响,将二维轨迹方程扩展为三维方程,并计算得到在给定位置处的目标容器受到碎片冲击的概率。本文的研究结果对于定量评价球罐发生BLEVE之后碎片所造成的危险分析具有重要意义。     

惯性力作用下船用液化天然气储罐的应力分析

船用液化天然气储罐作为移动式压力容器,在运输过程中不仅承受静载荷,并且还承受一定惯性载荷的作用。相比传统的常规设计计算,使用有限元方法对于液化天然气储罐的结构强度分析将会更加准确方便。文中使用ANSYS软件对液化天然气储罐建立有限元模型,对于惯性载荷作用下的储罐进行了数值模拟,对于受到应力集中的局部进行应力分类和安全评定。仿真结果对于液化天然气储罐的设计制造提供参考和依据。     

液化天然气储罐预冷过程温度场数值模拟

建立了液化天然气(LNG)储罐喷淋预冷过程的流动传热与传质模型,对储罐内热物理场和储罐壁面温度的变化进行探讨。分析表明,喷淋进入储罐的LNG液滴并不能完全覆盖整个储罐,液滴进入储罐后,速度迅速衰减并转成垂直下落,同时液滴不断吸热汽化。预冷过程中,LNG的喷淋速度决定了储罐的冷却速度,温降最快的位置出现在储罐底部的中心区域,侧壁温降速度较慢。由于储罐的底部中心区域出现二次流动,阻碍了储罐底壁与内部低温气体的换热,同时由于混凝土对容器的导热,造成容器底部中心区域的温度不减反增的现象。     

乙烯储气瓶泄漏扩散数值模拟研究

乙烯是重要的化工原料,且属于易燃易爆气体.由于其大量的应用,在储存与运输过程中容易出现泄漏问题.本文基于有限体积方法建立了其泄漏扩散的模型,得出了其数值计算方法.通过模拟分析得到了乙烯的泄漏扩散规律.分析结果可以为处理该类气体的泄漏扩散事故提供参考.     

流体参数与隔板结构对太阳能蓄热水箱性能的综合影响

为了探寻综合性能最优的蓄热水箱结构,以半球形顶圆柱体水箱为研究对象,通过改变内置水平隔板上开孔的面积、数量及位置,得到13种不同的隔板结构,数值分析了不同冷水入口流速对水箱内温度场和流场的影响特征。结果表明：水箱内置隔板上的不同开孔方式对冷热水混合过程的抑制效果存在差异,本文开孔方式2对用户侧用水量变化的适应性较强。隔板开孔面积不变,增大冷水入口流速或增加开孔数量均能有效提高水箱蓄热量;冷水入口流速不变,在较小的总开孔面积条件下减小各小孔定位圆直径可有效提高水箱蓄热量,6^#水箱蓄热量最大。过高、过低的冷水入口流速均不利于形成良好的温度分层,11^#水箱的温度分层效果最佳。     

新型太阳能混合蓄热罐的放热特性

针对单罐系统的放热效率普遍较低,在单罐的基础上进行改进,增加一个壳管式相变换热器,构成单罐混合蓄热罐。建立了单罐混合蓄热罐的数值模型,将数值模拟结果与实验结果进行对比,研究了相同情况下混合蓄热罐与常规斜温层蓄热罐在放热特性方面的差异,并探究入口熔融盐速度和石英石颗粒直径的变化对蓄热罐放热特性产生的影响。结果表明,在入口熔融盐速度u_in=2.0×10^-4m/s下,混合蓄热罐的放热性能比常规斜温层蓄热罐更优;随着入口熔盐速度的增加,蓄热罐的总放热时间、有效放热时间以及放热效率均下降,并且混合蓄热罐中不同速度与放热效率有一定的比例关系;相对于常规斜温层蓄热罐,石英石颗粒直径的变化对混合蓄热罐放热性能的影响很小。     

稀盐酸储槽抽裂事故的分析

分析了盐酸脱吸工序中稀盐酸储槽抽裂事故产生的原因;通过稀盐酸储槽的压力式液位计DCS历史曲线记录来间接分析稀盐酸储槽内压力变化情况,剖析负压的形成过程。结果表明：脱吸塔产生较大的负压是因为系统急停、温度下降后在略低于盐酸溶液恒沸点时发生冷凝相变而引起的。