大型LNG储罐连续泄漏扩散过程影响因素的分析

考虑接收站内大型液化天然气（LNG）储罐泄漏射流、液池蒸发、气云扩散3个过程的特点,结合相平衡原理和气体连续扩散高斯模型,采用欧拉多相流模型进行数值模拟,并开展风速、泄漏速率和地面粗糙度对其影响的研究。结果表明：大型LNG储罐连续泄漏气云扩散过程按泄漏扩散的形态可分为重气扩散（气云受热）、被动扩散、稀释消散3个阶段;在LNG储罐背风面泄漏口附近形成24m区域内的回流和大尺度漩涡,该区域的风速减小了70%~80%;随着风速增加,甲烷浓度0.5LFL水平扩散距离在3个阶段分别减小了20%,增大了50%,减小了23%,且甲烷浓度为0.5LFL的水平扩散最远距离和液池扩展长度均随风速的增加而减小;随着泄漏速率的增加,射流长度、池长和池径均有所增加,甲烷浓度0.5LFL水平扩散距离在3个阶段分别增加了42m、33m和45m;随着地面粗糙度的增加,池径和池长均减小,气云前端扩散面高度分别增加了15.5m、25m和16m。另外,通过研究风速、泄漏速率、地面粗糙度3个因素对LNG气云扩散的影响,确定LNG气云扩散水平方向和高度方向上的敏感影响因素。     

LNG储罐泄漏事故模拟及风险分析

为预防液化天然气(LNG)储罐发生泄漏、燃烧和爆炸等事故,使用事故树分析法对可能导致事故的因素进行定性分析并提出预防措施,运用ALOHA、SURFER等软件结合地理信息系统(GIS)对镇江某化工园区LNG储罐进行事故后果模拟分析.分析了导致LNG储罐发生泄漏的危险因素及LNG储罐泄漏后蒸气云扩散范围,分析了 LNG储罐...     

埋地天然气管道泄漏激光检测影响分析

激光技术是天然气管道泄漏检测的重要手段,而泄漏扩散过程对其检测过程存在一定影响。通过建立埋地天然气管道泄漏扩散模型,模拟得到了泄漏天然气扩散特性,计算了天然气扩散光谱检测值,分析了不同检测高度、不同泄漏口大小以及不同风速对天然气扩散光谱特性的影响。研究表明:泄漏口越大,测得的光谱检测曲线越低,降低幅度在距泄漏口40 m内最为明显;有风速影响时,光谱检测曲线最低点均向下风向偏移,在距泄漏口6 m左右时光谱检测值最小。研究结果可为合理有效地进行激光检测提供参考。     

LNG连续泄漏扩散过程模拟

利用FLUENT软件对LNG管线连续泄漏和扩散进行了模拟计算,分析了不同管内压力、泄漏孔径和环境风速条件对LNG连续泄漏及扩散过程的影响,分析气云随时间扩展过程中的燃烧爆炸范围和低温冻伤范围的变化。研究结果对LNG设施的安全管理具有参考意义。     

LNG泄漏扩散模型在龙头寺加气站的应用

LNG泄漏会引起火灾及爆炸,对人体造成伤害。根据重气模型理论基础,将板模型和高斯模型相结合,建立LNG泄漏扩散模型。探讨了气相和液相泄漏形式下的源强计算模型。运用Visual Basic6.0和Matlab语言开发了LNG泄漏扩散模拟软件,并利用软件对龙头寺加气站LNG储罐进行了泄漏危险性评价。得出结论,当LNG储罐发生小孔泄漏和穿孔时,其下风向最大危险距离分别为23m、94m,在此范围内的设备设施将处于爆炸性气云之中。应采取有效的措施防范此类事故的发生,同时制定相应的应急预案。     

考虑障碍物分布和风速影响的天然气泄漏扩散研究

采用FLUENT软件对不同风速和障碍物分布下的天然气泄漏扩散进行了数值模拟。得到了甲烷在不同障碍物分布、风速影响下的扩散规律和甲烷的浓度分布规律,为有效预测天然气泄漏扩散的影响范围提供了依据。结果表明,在泄漏孔附近浓度和速度都很大,风速越大,天然气往下风方向输送的作用越明显;天然气的泄漏速度对扩散有明显的影响,速度越大扩散的高度越高;受障碍物高度的影响,扩散主要表现为天然气沿着障碍物壁面扩散和天然气发生偏转;受障碍物到泄漏孔距离的影响,天然气扩散主要表现为迎风面对天然气的阻挡作用。     

液化天然气水平连续泄漏重气的扩散过程

结合SLAB稳态烟羽模型,针对液化天然气(LNG)连续泄漏、水平喷射源的重气扩散过程进行了模拟研究,分析了液化天然气泄漏后混合云团扩散形成的浓度场、温度场和其它特征参数。利用MATLAB语言编制液化天然气连续泄漏扩散模拟程序,对两种试验环境条件(不同风速、大气温度、大气稳定度、相对湿度和地表粗糙度等环境参数)下扩散云团的特性参数进行模拟计算,得到各云团参数随下风向距离的变化规律。     

Research on the LNG dense gas diffusion: A continuous horizontal jet release

结合SLAB稳态烟羽模型,针对液化天然气（LNG）连续泄漏、水平喷射源的重气扩散过程进行了模拟研究,分析了液化天然气泄漏后混合云团扩散形成的浓度场、温度场和其它特征参数。利用MATLAB语言编制液化天然气连续泄漏扩散模拟程序,对两种试验环境条件（不同风速、大气温度、大气稳定度、相对湿度和地表粗糙度等环境参数）下扩散云团的特性参数进行模拟计算,得到各云团参数随下风向距离的变化规律。     

稳态情况下天然气管道泄漏数值模拟研究

为了研究天然气管道泄漏后甲烷在一定区域内的扩散情况,采用仿真软件FLUENT对建立的相关物理模型进行数值模拟计算,探讨了不同风速对甲烷扩散特性的影响。数值模拟结果表明：天然气泄漏处的高流速核心区域喷射高度不高,风速越大,高流速核心区域喷射高度越低;风速越小,甲烷在一定区域内的扩散范围越大,但甲烷扩散分布较均匀,局部甲烷浓度较低;风速越大,甲烷在一定区域内的扩散范围越小,但甲烷会在局部形成聚集,引起局部甲烷浓度升高。     

LNG储罐泄漏扩散危险模拟分析

运用数值模拟法,使用DNV-CFD软件对LNG储罐发生泄漏的场景进行模拟,通过设置不同的参数,研究了泄露孔径、泄漏源位置、风速和大气稳定度这四方面对LNG储罐泄漏扩散的影响。     

外浮顶罐不同孔隙油气泄漏扩散数值模拟

开展外浮顶罐油气泄漏扩散机理及规律的研究对于保障罐区安全、降低环境污染具有重要的意义。针对大、小外浮顶罐不同浮盘孔隙的油气泄漏扩散及其受风场的影响进行了数值模拟及实验验证。研究结果如下。①当风吹向外浮顶罐时，会在浮盘上方形成大尺度涡流，并在紧贴浮盘处形成从下风侧到上风侧的对称分布的气流运移。②泄漏位置在浮盘上时，油气均紧贴浮盘从下风侧向上风侧运移；泄漏位置位于浮盘中间及下风侧时，油气较容易扩散出去，而位于浮盘上风侧及两侧时，油气容易发生积聚，存在很大的安全隐患；风速增大有利于油气扩散，但会使污染范围扩大。③泄漏位置在浮盘与罐壁之间的边圈缝隙时，油气沿着罐壁向浮盘上方空间扩散，且扩散的程度为：浮盘两侧>上风侧>下风侧。④泄漏位置在浮盘中心、泄漏孔径为20mm时，正庚烷体积分数为0.1%~1.7%，处在对应的爆炸极限范围之内；而孔径为6mm时，正庚烷体积分数在0.02%~0.26%，汽油蒸气的体积分数在0.05%~0.65%，均未达到爆炸极限范围。因此，当泄漏孔隙较大时，出现爆炸危险的可能性增大。研究成果进一步揭示浮盘上方气流运移规律及油气扩散传质机理，可为生产实践和油罐管理提供理论指导，并进一步完善外浮顶罐蒸发损耗评价理论体系。     

硫化氢泄漏后果定量分析方法及指标响应规律

为了定量分析不同场景下H2S泄漏影响范围及各参数的响应规律,为H2S的泄漏防护提供定量数据,根据统一扩散模型和重气扩散理论,应用挪威船级社的 PHAST软件研究了H2S在不同泄漏条件下的扩散特征、浓度分布及顺风距离等. 结果表明,泄漏1 min时,中孔、大孔泄漏和破裂时的立即威胁生命和健康(IDLH)浓度顺风距离从661 m增至2404 m,IDLH浓度和最高容许浓度(MAC)的顺风距离、最大云团宽度均增大了3~4倍,持续5和30 min时变化类似;相同泄漏孔径时,中孔、大孔泄漏和破裂时,IDLH顺风距离分别缩短了31.4%, 23.8%和24.7%,最大云团宽度增加了1.4~1.7倍;风速4 m/s时,大气稳定度E的IDLH和MAC顺风距离分别是大气稳定度B的2.8倍和3.8倍;大气稳定度D、风速8.5 m/s时的IDLH和MAC顺风距离分别是风速1.5 m/s时的49.2%和39.3%;顺风距离及最大云团宽度随地面粗糙度增大呈对数降低;H2S泄漏后可能造成的主要危害是中毒,其次是喷射火、闪火及爆炸. 在进行泄漏防护时可参考定量分析结果,从个体防护和安全隔离两方面考虑;泄漏影响范围可作为H2S安全隔离的边界.     

基于可见蒸汽云对LNG喷射泄漏爆炸下限区域的预测

喷射泄漏在LNG泄漏事故中比较常见,由于其蒸汽本身无色无味,难从感观上判断其泄漏扩散范围。但由于其温度低,喷射泄漏会使周边环境空气中水蒸气液化成可见蒸汽云。通过建立LNG喷射泄漏计算流体力学模型,对不同环境条件和喷射速度下的扩散情形进行数值模拟,得到了LNG泄漏扩散区域的温度场和浓度场。根据环境条件和温度场分布,得到了可见蒸汽云区域范围,并总结出可见蒸汽云区域范围与爆炸下限区域范围的关系。喷射泄漏发生时,可以为预测爆炸下限区域范围,划定安全隔离范围和消防救援提供帮助。     

Numerical study on effects of the cofferdam area in liquefied natural gas storage tank on the leakage and diffusion characteristics of natural gas

The leakage and diffusion characteristics of natural gas were investigated in the condition of the leakage of liquefied natural gas (LNG) in the storage tank. Fluent was adopted to simulate the process in a series of three-dimension unsteady state calculations. The effects of different heights of the cofferdam (1.0 m, 2.0 m and 3.0 m), wind directions, ambient temperature, leakage location, leakage volume on the diffusion process of natural gas were investigated. The diffusion characteristics of the natural gas clouds over cofferdam were found. Under windless condition, when the gas clouds met, the gas clouds rose due to the collision, which made them easier to cross the cofferdam and spread out. The higher the ambient temperature was, the higher the gas concentration around the cofferdam was, and the smaller the gas concentration difference was. When the leakage occurred, the higher cofferdam was more beneficial to delay the outward diffusion of gas clouds. However, when the leakage stopped, the higher cofferdam went against the dissipation of gas clouds. Under windy condition, the time to form stable leakage flow field was faster than that of windless, and the lower cofferdam further reduced this time. Therefore, considering the effect of barrier and dissipation, it was suggested that the rational height of cofferdam should be designed in the range of 1.0 m to 2.0 m. In case of emergency, the leakage of gas should be deduced reasonably by combining the measurement of gas concentration with the rolling of gas clouds. When windless, the leakage area should be entered between the overflows of gas clouds.     

LNG槽车瞬态泄漏特性及事故后果研究

我国每年危化品道路运输量占总货运量的30%以上,运输安全事故发生率居高不下。通过构建槽车泄漏事故,针对液相泄漏经典模型对于瞬态研究的局限性,结合罐内气体状态方程和复合积分法改进泄漏模型,研究了卧罐泄漏速率与时间耦合关系。结果表明,泄漏速率随时间推移呈二阶指数衰减关系,利用泄漏速率函数与时间叠加修正高斯模型,将修正后的关系运用到火灾爆炸事故后果计算中,得出泄漏最远距离为37.5 m,喷射火和沸腾液体扩展蒸汽爆炸(Boiling Liquid Expand Vapor Explosion, BLEVE)分别造成15和298 m内人员致死率达37%,蒸气云爆炸15 m内人员致死率为1%。利用Fluent和Aloha模型验证了模型精度,可为危险液体储罐泄漏定量风险评价和突发事件事前预判提供理论依据。     

外浮顶罐油气泄漏的数值模拟

外浮顶罐油气泄漏扩散规律的研究对其油品蒸发损耗的评估及潜在危险的控制都具有重要意义。外浮顶罐油品蒸发损耗的一个主要途径是油气从浮盘边圈密封处泄漏。为此,对单浮盘环形密封圈的油气泄漏规律进行了数值模拟与实验对比,同时考察了罐直径、浮盘位置和风速大小对浮盘上风压分布的影响。研究结果表明：（1）油气泄漏的模拟结果与实验相吻合。（2）浮盘距罐顶的距离h与罐直径D的比值大于1/4时,垂直风向的浮盘两侧和上风侧最易泄漏。（3）浮盘上的风压分布规律受罐直径影响不大,但浮盘上方空间的高径比h/D和风速大小对其有较大影响。h/D较大时,浮盘中部的风压较低;h/D较小时,浮盘上风侧的风压较低;h/D在1/20～1/2范围内时,浮盘上下风侧风压均为负压;浮盘上的压差随着h/D比值的减小而增大。最后建议API外浮顶罐油气蒸发损耗评估公式中考虑h/D比值的影响。     

LNG低温储罐绝热性能的验证

LNG低温储罐的保冷性能直接影响到BOG压缩机的能耗,本文通过探讨LNG低温储罐的绝热性能,详细分析影响LNG低温储罐自然漏热的各种因素,并通过计算方法求得以满罐为基准、在最热气象条件下的蒸发气的量,来验证宁夏哈纳斯液化天然气有限公司LNG储罐的绝热性能。     

液氨储罐事故后果模型分析及技术改造思路

采用危险化学品重大危险源安全评价方法,通过定量计算判断并确定液氨罐区属于三级重大危险源. 根据液氨储罐泄漏可能造成的典型事故后果,建立蒸气云爆炸模型,计算的蒸气云爆炸可能造成的死亡半径为4.18 m、重伤半径为16.04 m、轻伤半径为31.19 m及安全防护距离为100.4 m. 通过建立有毒有害物质泄漏扩散模型,结合气象条件模拟泄漏扩散场景,进行定量分析计算,得出下风向中毒距离为312.01 m、横风向中毒距离为72.01 m及中毒区域面积为16291.70 m2. 出于提升液氨储罐本质安全水平的考虑,结合最新的危险化学品重大危险源储罐安全标准和规范的要求,对液氨储罐提出技术改造思路,具体措施包括加装外贴式液位计、温度计和压力变送器;气、液两相管道增加自控阀,设置高低位液位报警连锁装置及有毒气体报警仪;增设自控启动应急喷雾吸收系统;储罐区增加视频监控;完善风向标、洗眼器及静电释放器等,并完成了技术改造工作.