油库雷电火灾耦合致灾机理及防控策略

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinran200391127
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随着我国石油化工行业发展速度逐渐加快,石油存储容积以及使用规模都在朝大型化方向发展。我国石油库在建设过程中,一般会选择空旷或者沿海等地区,但存在的问题就是这些区域的雷电风险很高,极易造成雷击火灾甚至爆炸事故,同时还会影响到周围的储罐造成严重的多米诺效应。因此,油库雷击火灾问题不容忽视,研究油库雷击火灾耦合致灾机理以及多米诺效应防控具有重要的现实意义和工程应用价值。当前对于雷电火灾事故的研究主要从雷击火灾风险及其邻近目标储罐失效概率方向进行研究,涉及事故场景单一,雷击火灾耦合致灾机理不明确,并且缺乏从热效应作用角度深入研究邻近目标储罐失效机理。为此,本文建立了油罐在雷电、温度、风复杂条件下的泄漏扩散及致灾因果规律,创建了可提高雷击火灾热辐射预测准确度的权重Mudan模型,构建了雷击火灾环境下邻近目标储罐失效判定方法。主要研究内容如下:(1)油库雷电火灾耦合致灾规律研究。分析了雷电与储罐致灾因素,利用故障树分析雷击火灾原因,得到雷电火灾耦合事故演化规律及致灾机理。(2)油气泄漏扩散影响因素分析。利用FLACS软件对外浮顶罐密封圈处油气泄漏规律进行模拟,考察分析温度、风对油气浓度分布的影响,得到温度、风、泄漏耦合作用下油气泄漏扩散规律模型。(3)油罐雷击火灾热辐射预测方法研究。基于Thomas模型计算出火焰高度及火焰热辐射通量随高度变化规律,利用FDS进行模拟验证,建立雷击火热源权重关系式,解决传统Mudan模型未考虑火源热辐射分布不均匀的问题。(4)雷击火环境下目标储罐热失效机理研究。基于对雷击火环境下邻近目标储罐的温度场和热应力分析,提出目标储罐热失效判定分析方法,从目标储油罐的罐壁承载总应力与管材力学性能下降的角度揭示目标储罐热失效作用机理。(5)油库雷击火灾防控策略。应用已建立的雷击火灾环境下目标储罐失效判定方法,系统量化防护间距、冷却喷淋系统对目标储罐热失效影响规律,并提出雷击火灾防控策略。
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