基于CFD技术的LNG储罐安全阀火灾探讨

发生翻滚事故时,为防止LNG储罐超压破裂,大量的天然气通过安全阀放空,若遇点火源,则将会发生安全阀火灾。采用CFD方法对某LNG接收站储罐安全阀火灾过程进行模拟,得到温度场、热辐射场等基础数据。LNG储罐发生安全阀火灾时,火焰高度为50m,火焰最高温度达1 872K;储罐处于32kW/m2热辐射影响范围之外,因此安全阀火灾不会对储罐的混凝土外表面造成损害;罐顶部分区域处于15kW/m2热辐射影响范围内,热辐射可能对罐顶金属设备及管线造成损害,应当提高安全阀高度或在罐顶增加喷淋降温措施;地面处最大热辐射值为4.3kW/m2,行政办公楼不会受到安全阀火灾的影响。     

喷射火与水喷淋系统联合作用下LPG储罐热响应研究

为研究喷射火灾和水喷淋系统联合作用下卧式LPG储罐热响应行为规律,利用FLUENT建立LPG储罐热响应模型进行数值计算。通过调节喷淋水量的大小,探讨了水膜在储罐壁面的分布规律;设无喷淋冷却模拟试验为对照组,对比研究了不同喷淋质量流率对喷射火灾环境下LPG储罐的保护效果。结果表明:罐壁表面上水膜厚度变化与水喷淋质量流率成正比关系;壁面外部温度越高对应的表面水膜厚度越小。储罐壁和罐内介质达到相同温度和压力所需的时间明显变长,其上升速率不断降低,得出了安全阀第一次开启所需时间与喷淋质量流率两者之间的经验公式。     

LNG储罐消防冷却水设计

介绍了LNG储罐消防水设置的特点,对LNG储罐消防水量的确定,消防冷却水系统、消防稳压泵、消防泵及冷却水喷淋管控制阀门的设置进行了探讨。     

不同水喷淋强度条件下医院病房火灾特性数值模拟研究

为了给医院病房火灾水喷淋灭火降温设计提供参考,本文基于北京长峰医院火灾事故案例及水喷淋系统未及时启动的现状分析,使用CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟方法对不同水喷淋强度下的医院病房火灾特性开展研究。结果表明,水喷淋对病房火灾产生的火焰有一定的抑制效果,且随着水喷淋强度的增大对火焰的抑制作用越强。水喷淋对病房火灾降温效果较为明显,随着水喷淋强度提高对病房的降温效果越好。在当前火灾场景和喷淋强度范围内,水喷淋对火灾烟气的抑制效果并不明显,病房内的能见度没有改善。     

大型罐区构建大流量液氮泡沫系统的探讨

针对我国大型浮顶储罐的发展趋势,指出移动式大流量消防炮与远程供水系统是国外处置大型储罐全面积火灾的主要方式。研究了固定式和移动式液氮泡沫灭火系统在我国大型罐区的应用方式,根据液氮泡沫在全尺寸油盘上的喷射与灭火试验结果,指出在罐顶集中布置泡沫喷射器有利于全面积火灾扑救。考虑到我国大型储罐的分布特点和数量,移动式大流量液氮泡沫灭火系统与储罐半固定式泡沫喷射系统结合是最适合于我国应对大型储罐全面积火灾的方式。     

小室火灾中水喷淋有效性的数值模拟研究

以某小室火灾为研究对象,采用多维计算机数值模拟技术,使用大涡模拟方法,分别对有水喷淋和无水喷淋两种工况下小室内部温度和烟气密度变化趋势进行模拟计算,并对计算结果进行详细分析;同时结合实际场景有无水喷淋的工况,对其进行温度、能见度和一氧化碳浓度的对比分析。结果表明,水喷淋对小室火灾具有明显的降温作用,对一氧化碳有很好的抑制作用。但由于水喷淋和烟气的相互作用,关键高度处的烟气密度有所升高。模拟结果为小室火灾的水喷淋设提供了科学依据。     

球形LNG储罐冷却喷淋面积及水量计算方法

介绍LNG储罐的种类,说明LNG球罐的储存特点,并比较了国内外相关消防设计在理念上的差异。基于曲面几何原理,提出LNG储罐固定消防冷却喷雾系统喷淋面积的曲面计算方法,该方法的应用能够显著提高项目建设的经济性和合理性。     

液化石油气储罐喷淋冷却系统分流控制阀的设置

《城镇燃气设计规范》GB5 0 0 2 8- 93(以下简称“规范”)第 6 .9.1条规定了总容积超过 5 0 m3 或单罐容积超过 2 0 m3 的液化气储罐或储罐区和设置在储罐室内的小型储罐应设固定喷淋冷却装置 ,且喷淋装置的供水强度不应小于 0 .15 L/s·m2 。着火储罐的保护面积按其全面积计算 ,距着火罐直径 1.5倍范围内的相邻储罐按其表面积的一半计算。小型液化石油气储配站储罐数量大多由二个液化气储罐和一个残液罐组成 ,火灾时 ,所有储罐均喷水冷却 ,冷却系统分流控制阀门处于常开状态 ,阀门的设置位置主要考虑节约管材 ,常常布置在罐区内 ,对于储…     

水喷淋系统对温度和烟雾浓度的影响

为了研究水喷淋系统对火场内温度和烟雾浓度的影响,建立了一个双层建筑的仿真模型,利用FDS软件进行模拟分析。在该模型内每层的一定高度设置水喷淋喷头、感烟探测器和热电偶。结果表明,开启水喷淋系统,能够有效降低室内温度,减小高温对建筑结构的破坏,保证结构稳定性;开启喷淋会降低排烟效率,导致空间下部区域有毒烟气的体积分数增加,降低能见度。在被困人员较多的火场,可根据火场内的温度、火灾燃烧的时间等适时地关闭喷淋系统;在被困人员较少或没有被困人员时,则应重点关注喷淋的控火降温效果等。     

LNG储配站储罐预冷问题分析研究

LNG储罐是LNG调峰储配站的核心设备,LNG储罐预冷是LNG调峰储配站投运过程中风险最大的一个环节。本文基于济南某LNG调峰储配站LNG储罐与装卸车撬联合预冷过程中温降不均匀问题,分析研究了预冷介质喷淋压力、储罐温降速率、储罐压力等关键参数之间的关系。研究结果表明介质喷淋压力控制不稳定是造成储罐温降不均匀的主要原因。     

简易喷淋系统应用探讨

分析简易喷淋系统的供水压力,计算喷头布置间距。在调查市政自来水压的基础上,在某大型建材批发市场的一间商铺开展实地试验,分析K115型和K80型等型号的喷头扑灭纸箱、木材、油漆火灾时的温度变化和喷头报警响应时间。结果表明:直接连接在自来水管网上的"简易喷淋"能正常使用;K115快速响应喷头能更及时地扑救初期火灾;对于化工类火灾,简易喷淋灭火时间较一般固体火灾长,但喷水能有效抑制火灾蔓延。     

大型LNG储罐火灾作用下的温度场及最小安全距离分析

通过对承受最大辐射热通量32kW／m。的外罐厚为800mm的储罐进行有限元分析,得到储罐最不利状态下的温度分布状况,证明储罐可以安全地承受该热通量。储罐在该热通量下坚持的时间与外罐的厚度有关,且在高温作用下内罐真实温度的模拟与保冷材料不同温度下的热工参数紧密相关。同时,对相距10m、20m、30m、40m、50m的储罐发生池火灾对相邻储罐的热响应进行分析,得出LNG储罐的最小安全距离为30m。实际工程中,可以通过加大外罐的厚度来提高储罐的安全储备,相邻储罐之间须满足最小安全距离的要求,防止储罐间多米诺骨牌效应的发生。     

水喷雾系统抑制电动汽车火灾有效性实验研究

为解决现有消防手段难以有效扑灭电动汽车火灾的问题,设计了水喷雾隔热阻火系统和拖车式车载水喷雾灭火降温系统.对模拟电动汽车火灾进行灭火有效性全尺度实验.结果表明,在现有工况条件下,水喷雾隔热阻火系统能有效抑制车辆底盘的射流火焰,可防止火灾向相邻车辆蔓延,但受安装位置限制,该系统对驾驶舱内部火焰的抑制和降温效果较差,灭火后...     

某体育场钢结构耐火安全性评价

某大型体育场共设计五个防火分区.以FDS模拟火灾,设定场景A西侧看台高位座椅火灾和场景B六层直播评论室办公室火灾,火灾规模分别取2 MW和1.5 MW,延续时间30 min.场景A钢屋架温度低于200 ℃,可不做防火保护.场景B若无水喷淋保护则较低位置钢网架最高温度可达700～800 ℃,钢结构不安全;若有喷淋保护则钢结构表面温度低于200 ℃,钢结构可不做防火保护.建议各功能区设置喷水灭火系统.     

大型液化天然气储罐穹顶的优化设计

分析大型液化天然气LNG全容罐的混凝土穹顶结构受力特性。根据已有工程实例,采用有限元分析软件ANSYS建立大型预应力混凝土LNG全容罐的外罐实体模型。方案设计中考虑多种影响穹顶结构应力及变形的因素,包括外罐直径、穹顶曲率半径以及穹顶厚度。通过计算具有不同几何尺寸的LNG储罐,并对比分析其应力及变形结果,得到各因素对储罐穹顶应力及变形影响的最优状态。研究成果可为大型LNG储罐结构的设计提供一定参考,并为我国今后引进和自主设计大型LNG储罐提供一些优化设计建议。     

基于Bow-tie正态云模型的LNG储罐风险分析

为解决Bow-tie模型无法量化LNG储罐风险的问题,建立以LNG储罐的高风险场所、高风险工艺、高风险设备、高风险物质、高风险人员这五高风险为一级要素的Bow-tie模型;引入正态云模型,以风险的可能性与严重度为云滴建立云模型,结合Python语言可视化编程生成云图,计算云贴近度,确定各要素风险等级;最后以某企业LNG储罐区进行实例分析。结果表明：Bow-tie模型中高风险场所为风险最高的一级要素,LNG储罐预冷工艺为风险最高的二级要素,其压力和温度是造成LNG泄漏的关键。通过安装压力-温度自动传感系统,可以有效预防和控制事故,可为储罐动态风险管控提供依据。     

水喷淋控制下小室火灾的数值模拟研究

研究了水喷淋控制下对小室火灾发展过程的影响，结合一安装有水喷淋的实体小室，采用数值模拟方法进行了初步分析，设计了没有喷淋、0．1MPa喷淋控制和0．2MPa喷淋控制等三种工况。结果表明，水喷淋的启动，虽然可以控制火灾的发展，降低小室内的烟气温度，但也会增加烟气的生成量，使溢出的烟气增加。同时，水喷淋的压力增加，小室内的烟气温度继续下降，CO、炭黑以及水蒸气的生成量也会随之增加。这些都对大空间的人员安全疏散以及大空间整体的消防安全带来很大的影响。     

大型LNG低温储罐建造技术综述

针对目前我国大型LNG低温储罐建造技术较落后的情况,对LNG储罐相关知识,特别是大型储罐的建造技术进行了综述。文章主要介绍了LNG低温储罐的发展过程及大型LNG低温储罐的主要结构形式（单容式储罐、双容式储罐和全容式储罐）,在此基础上,结合我国几个工程实例,重点介绍了大型LNG低温储罐的建造技术,可为储罐自主建造的研究提供参考。     

地下机械停车库喷淋用水量的探讨

针对目前各地区对地下机械停车库喷淋用水量的设计各不相同,从火灾危险等级、作用面积内喷头喷水强度和火灾初期喷头作用个数等方面,阐述地下机械停车库喷淋用水量。并经计算复核双层地下机械停车库的喷淋系统,其喷淋用水量应大于30 L/s,喷淋泵的选型和消防水池容积的计算应根据车架内增设的喷头类型确定,当下层喷头采用K=80侧向喷头时,宜按50 L/s设计;当下层喷头采用K=115侧向喷头时,则宜按40 L/s设计。     

超低温作用下LNG储罐热-结构耦合分析

在内罐泄漏等特殊工况下,预应力混凝土罐壁将直接暴露在-162℃的超低温环境中,由此产生的温度应力和变形可能会对储罐的结构安全带来威胁。因此,对LNG储罐混凝土外罐进行泄漏等低温条件下的力学验算和评估十分重要。本文利用有限元法（FEM）对内罐泄漏工况下的大型LNG预应力混凝土储罐进行热-结构耦合分析,结果表明：混凝土罐壁的降温过程较为缓慢,温度沿壁厚（0．8m）方向达到稳定需要大概一周的时间;热保护角范围以外的预应力钢绞线温度分别降低至-87℃（夏季）和-102℃冬季）;低温作用使混凝土罐壁产生较大的内力和变形,罐壁内外两侧温差越大,内力、变形越大,在设计中可通过设置热保护系统来防止其对储罐结构可能造成的破坏。研究成果对于评估超低温对混凝土外罐结构安全的影响、制定液化天然气储罐结构安全规范具有一定的指导意义。