压缩空气泡沫灭特高压换流变实体火试验研究

摘 要：基于换流变压器高温热油、爆炸冲击等火灾事故特性,建立了1：1全尺寸特高压换流变压器实体火模型,通过开展全液面溢油火灾灭火试验,验证了压缩空气泡沫喷淋系统技术方案的有效性。试验表明：压缩空气泡沫喷淋系统可以有效解决现有技术的消防支管、喷头等固定消防设施易受爆炸冲击而失效的问题,在12.4 L/（min·m2）泡沫溶液供给强度下,可在28 s控制火势,181 s扑灭火势;顶部油箱温度较高,灭火过程中首先发生复燃;火羽流倾向阀厅侧防火墙方向,加之“防火泡沫幕布”具有热辐射防护作用,致使阀厅侧防火墙温度相对较高。     

大型变压器泡沫灭火系统灭火试验研究

为探究当前国网系统内大型变压器灭火系统的有效性,搭建大型变压器消防灭火真型试验平台,火灾模型选用220kV实体变压器,并分别采用压缩空气泡沫灭火系统和泡沫喷雾灭火系统开展灭火试验研究,对比分析两种灭火系统的灭火有效性。试验结果表明：在相同的火灾燃烧条件下,压缩空气泡沫灭火系统在0.7 MPa的工作压力及6 L/（min·m2）的泡沫混合液供给强度下,34 s扑灭变压器火灾;泡沫喷雾灭火系统在0.7 MPa的工作压力及8 L/（min·m2）的泡沫混合液供给强度下,39 s仅剩高位油盘残火;试验证明压缩空气泡沫灭火系统的灭火性能优于泡沫喷雾灭火系统。本次试验为大型变压器的消防设计提供技术参数和试验依据。     

泡沫混凝土夹层吸能效应试验研究

将不同厚度的泡沫混凝土作为混凝土试件的夹层,制备直径100 mm,厚50 mm的圆饼状混凝土试件,模拟泡沫混凝土作为各类地下工程缓冲层的实际受力状态。通过对含有不同干密度(300 kg/m³,500 kg/m³)、不同相对厚度(10%,20%,30%)的泡沫混凝土夹层的混凝土试件,设置不同的冲击速率(4 m/s, 5 m/s, 6 m/s),进行霍普金森杆冲击试验,研究试验所得时间-应力曲线、时间-能量消耗曲线,从而分析夹层相对厚度、冲击速率、干密度对试件峰值应力以及吸能效应的影响。     

香烟头引燃不同密度的聚氨酯泡沫实验研究

香烟头是引燃各类火灾的重要原因之一,本文基于小型燃烧风洞,设计了相应的实验。即,将点燃的香烟水平放置于聚氨酯泡沫不同深度的凹槽内,针对密度为14kg/m3和47 kg/m3的聚氨酯泡沫材料,分别在0.8m/s、1.5 m/s和2.5 m/s的环境风速条件下,实验研究了香烟头引燃聚氨酯泡沫材料的机理。实验结果表明,当点燃的香烟水平放置于聚氨酯泡沫不同深度的凹槽内时,在各种工况下,均未能引燃,其原因主要为:在这些工况下的生热和蓄热综合条件无法使聚氨酯泡沫发生燃烧。     

压缩空气泡沫炮系统扑救特高压换流变压器全液面溢油火灾试验研究

为解决特高压换流变压器火灾较难扑救的技术难题,提出了一种压缩空气泡沫炮系统扑救换流变压器全液面溢油火灾试验方法,采用1∶1全尺寸特高压换流变压器实体火模型,通过设置高温热油、全液面溢油火灾等不利灭火条件,研究了压缩空气泡沫炮系统扑救全液面溢油火灾的有效性。结果表明：在48 L/s泡沫溶液流量下,压缩空气泡沫炮系统灭火时间为210 s,供泡6 min即可将高温变压器油温降至100oC以下;灭火过程中,左侧事故油池因预燃时间较长、变压器油温度较高,其灭火时间最长,而压缩空气泡沫炮能够快速冷却降低箱壁温度,阻止溢油汽化,有效扑灭溢油火。     

黏性泥石流作用下砌体结构破坏仿真分析

为了研究黏性泥石流携带石块撞击砌体结构的破坏机理,使用接触算法代替砂浆作用,利用LS-DYNA建立了三维实体砌体结构有限元模型,分析了砌体结构在黏性泥石流与石块撞击作用下的应力分布和传播,对比了不同速度泥石流冲击有无圈梁构造柱两种砌体结构的整体响应,得到了砌体结构受混合体冲击时的破坏形式和节点位移。研究表明:对于案例中的普通砌体结构,当携带石块的黏性泥石流冲击速度小于5m/s时,结构未发生破坏,整体处于弹性状态;当冲击速度高于8m/s时,砌体结构迎撞面发生严重的局部破坏,导致整体连续倒塌;而配置圈梁构造柱的砌体结构在冲击速度达到10m/s后才发生破坏,表明圈梁构造柱的合理配置能显著提高砌体结构的抗连续倒塌能力。     

大型高温重质油储罐灭火技术

分析了大型高温重质油储罐的火灾风险,其风险主要源于油品温度高、油品馏程宽、单罐容积大等方面。指出固定式灭火系统是大型高温重质油储罐的主要灭火方式,分析了粉体型灭火系统和泡沫型灭火系统应用于扑救高温重质油储罐火灾的可行性,指出泡沫型灭火系统是储罐灭火的首选,粉体型灭火系统因覆盖范围有限和抗复燃能力低等原因不适用于扑救此类储罐火灾。针对高温重质油储罐消防系统的设计,从专用泡沫灭火剂研发、灭火系统能力提升方面提出了研究建议,为固定式消防系统设计提供依据。     

油库防火谈

对于油库消防管理者来说,可谓是谈火色变,因为油库一旦发生火灾,其后果是不堪设想的。因此,防火是油库头等大事,千万不可掉以轻心,一定要防患于未然。油库发生火灾,其原因大致可分为两大类:一类是由于静电失火引起的;另一类是由于其它火源引起的。静电失火主要发生在干燥、炎热季节。预防静电失火的措施如下:一、改善操作方法1.加注燃料油时,油管出口严禁绑扎过滤绸套或其它过滤介质;2.尽可能采用暗流输油,严禁悬空灌注燃料,避免发生湍流和溅射;3.加注燃料油时,流速不宜过大,尤其是开始时,要减低流速。含有水分的燃料,最大流速不应超过1m/s …     

高压水射流冲击速度对砂岩破坏模式的影响研究

 高压水射流冲击岩石会导致其发生结构破坏,不同的射流速度下,岩石呈现出各异的破坏形式。基于理论研究,分析水射流冲击岩石的应力波效应。选取速度分别为157,316,447,547,632,707和774 m/s的高压水射流开展冲击砂岩试验,分析不同射流速度下,砂岩内裂纹的数量、尺寸与形态。采用有限元法数值模拟了水射流破碎砂岩的过程,分析岩石内应力波的传播规律与裂纹的产生过程。研究表明：(1) 当射流速度大于72 m/s时,砂岩表面出现破碎坑和环形裂纹,前者由水锤压力的剪切作用导致,后者由瑞利表面波的拉伸作用导致;(2)当射流速度为300～700 m/s时,砂岩内部产生大量的横向裂纹并出现体积破碎,裂纹的产生主要由应力波产生的径向拉伸应力导致;(3) 当速度大于700 m/s时,砂岩产生的横向裂纹减少,主要以劈裂剪切方式破坏。     

液态化工品静电的危害与防治

静电放电是易燃易爆危险品引发事故的重要原因。防止静电的产生和积聚对液态化工品储运来说是十分必要的。 一、引发静电产生的主要因素 1.流速的影响 液态化工品在管道中流速越快,时间越长则产生的静电荷越多。商业部《石油管理制度》规定,汽油、煤油、柴油的罐装流速不宜大于4.5m/s。 2.制造管道的材料及内壁光滑     

谈建筑室外消防给水管网及自动喷水高位消防水箱的设计

阐述多层建筑室外消防给水管网设计流速,应结合市政水压情况,以流速不大于2.5m/s进行设计,及阐述自动喷水灭火临时高压给水系统,高位消防水箱的设置高度应以最不利点喷头工作压力不小于0.10MPa来计算。     

关于消防给水管网设计几点问题的探讨

阐述多层建筑室外消防给水管网设计流速,应结合市政水压情况,以流速不大于2.5m/s进行设计,及阐述自动喷水灭火临时高压给水系统,两位消防水箱的设置高度应以最不利点喷头工作压力不小于0.10MPa来计算。     

AFFF 对航空煤油油池火的抑灭有效性研究

按照国家标准灭火试验的要求,采用不同的泡沫喷射率对不同尺寸航空煤油油池火开展了灭火效果试验,分析油盘尺寸、泡沫喷射率对灭火效果的影响,验证固定喷射率条件下,能够扑救的最大尺寸的油盘。结果表明：当油盘面积为0.8 m2 时,泡沫喷射率为2.9 L/min 时的灭火时间比为1.3 L/min 时缩短近60 s;当泡沫喷射率为1.3 L/min 时,最大可控制1.0 m2 航空煤油油池火的90%燃烧,未能将其完全扑灭;当泡沫喷射率为2.9 L/min 时,可完全扑灭2.0 m2 及其以下的航空煤油油池火。     

狭长隧道中冷气溶胶的运动过程模拟

为研究大型火灾的远程扑救问题,以1.7 m×1.8 m×180.0 m的混凝土结构为隧道实体模型,分别研究5、40μm的冷气溶胶灭火剂在无火源释放后的运动过程,研究其弥漫特性与淹没效果。磷酸二氢铵的质量流速为3.5 kg/s,空气的速度为3 m/s。运用Gambit建模,以ANSYS 15.0开展数值模拟研究,与试验结果进行对比分析。结果表明:冷气溶胶灭火剂的颗粒粒径影响隧道内不同位置处的微粒浓度;灭火剂粒径越小,其在狭长隧道前端的浓度越低,而在隧道后端的浓度越高;模拟时灭火剂的平均粒径越小,其浓度误差越低,并且模拟能检测到更低数量级的微粒浓度。     

聚偏氟乙烯换热器与金属换热器换热效果数值模拟对比分析

为了更好的比较偏氟乙烯(PVDF)和金属的换热效果,分别建立了两种管壳式换热器的物理模型.利用Fluent流场模拟软件对PVDF换热器管间距为8.5mm,金属换热器管间距为16mm,流速分别为0.75m/s、1.0m/s、1.25m/s、1.50m/s的流体进行了数值模拟.对比了聚偏氟乙烯(PVDF)换热器和金属换热器的壳程温降与壳程压降,并且与实践数据对比,两者非常接近,证明了模拟的可行性。指出了PVDF换热器长久使用的优势。     

电缆隧道通风流速对内部高温区影响的研究

在电力电缆隧道内,输电线路在运行的过程中,时时刻刻向外散发着热量。这些热量会导致电力隧道内部的环境温度升高,若不及时排出,热量累积导致隧道内过高的温度会对电缆输电的安全性及稳定性造成影响。所以,本通过使用CFD Fluent软件模拟在0.5 m/s,1 m/s和1.5 m/s不同的隧道空气断面流速下,得到隧道出口处的排风温度以及隧道内高温区的分布情况,进行比较确定出较为合理的通风风量,为今后相关通风设计提供依据。     

油品码头消防给水系统水泵接合器数量的确定

油品码头由于其装卸物料的火灾危险性较高,一般设置有完善的消防给水系统,包括泡沫灭火系统、水幕系统和水冷却系统等,根据现行国家规范要求应设置消防水泵接合器。针对油品码头靠泊船舶大,消防给水系统设计流量大,而单个消防水泵接合器受水流量小的问题,对油品码头消防给水系统设置的消防水泵接合器数量是否可以适当减少,以及如何确定消防水泵接合器的数量进行分析,结合福州港宁德原油码头消防给水系统工程实际,采用计算分析的方法,得出油品码头消防给水系统水泵接合器的设置数量不宜太多,根据码头消防供水可靠性可适当减少。     

水力条件对污水管网沉积层中SRB与MA的影响

为探明城市污水管网水力条件对沉积层中硫酸盐还原菌(SRB)和产甲烷菌(MA)的影响,建立了一套长为132 m、管径为DN400的城市污水管道试验系统,探究了污水管道中水体流速对沉积层污染物、环境因子、SRB和MA的影响。结果表明,在污水流速为0.50～1.20 m/s的冲刷条件下,随冲刷时间的增加,沉积层中碳硫基质不断减少,DO和ORP不断升高,沉积层微生物环境显著改变。在水力扰动下,SRB和MA的种群丰度也发生了变化。由于所在沉积物受到污水的扰动(流速为0.50～1.20 m/s),SRB种群丰度随冲刷时间的增加呈下降趋势;而MA种群丰度在污水流速为0.50 m/s条件下整体呈升高趋势,在流速为0.75～1.20 m/s条件下则呈下降趋势。通过监测不同流速扰动沉积物表层、中层后硫化氢(H₂S)和甲烷(CH₄)的浓度,发现扰动沉积物中层后能减少两种气体的产生,并且1.00、1.20 m/s这种较大流速在影响沉积物中层微生物环境的同时能够显著影响沉积物的底层,有效抑制了H₂S和CH₄气体的产生。     

基于“大炮小用”的石化码头改造给排水消防设计

某石化码头升级改造工程消防水源依托后方消防泵房及泡沫间。根据消防新规范的复核，应增加消防水量，导致消防压力增高，故需改造消防泵房及管网，但现状消防泵房及管网的改造难度较大。以最大程度利旧为原则，创造性地提出“大炮小用”方法，将已有的流量为80 L/s、工作压力为1.0 MPa的水炮和泡沫炮改造成流量为98 L/s、工作压力为0.8 MPa，降低消防炮工作压力，最终降低整个管网设计压力，有效解决了消防泵房、泡沫间改造困难的问题，既节省了工程造价，又缩短了施工工期，目前该项目已投产使用。     

竖直单U型地埋管传热模拟分析

针对地源热泵系统中的竖直单U型换热器的传热问题,利用FLUENT软件对其传热特性进行了稳态数值模拟。计算了管内流速,回填物导热系数,支管间距等因素对竖直单U型地埋管换热器换热性能的影响。通过数值模拟发现,管内流速过小时,地埋管换热器会出现严重的热短路现象。对比分析得出管内最佳流速为0.6 m/s～0.8 m/s;进回水支管间距越大,地埋管换热器换热性能越好;回填物的导热系数是影响地埋管换热器换热性能的一个重要因素,其最佳值与管内流速和管间距有关。综合考虑上述3个因素对地埋管换热器换热性能的影响,得出了支管间距为86 mm,管内流速为0.6 m/s～0.8 m/s,回填物导热系数为土壤导热系数的1～2倍时,竖直单U型地埋管的换热性能最好的结论。