基于FDS的LNG储备站火灾安全分析

发布时间：2017-03-29 15:12

  本文关键词：基于FDS的LNG储备站火灾安全分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液化天然气(LNG)是将天然气压缩、冷却至-163℃的一种化学物质,它具有储存效率高、占地面积小、碳硫污染物少等特点。随着LNG技术的发展,泄漏事故也随之而来,给人们的生命安全和财产安全带来了巨大威胁。因此,本课题组已经与煤热院合作,针对北京东部的LNG储备站的工程项目,使用PHAST做了一部分研究。但之前研究的重点在于储罐本身,没有将厂区内建筑物和设备设施纳入考虑范围。并且,PHAST软件使用的区域模型是根据经验公式进行计算,计算结果较为粗略。PHAST软件在模拟时还忽略了场站中集液池的作用,只假设泄露液体自然流淌的情况,在模拟的真实性上稍微有所欠缺。因此,笔者将基于FDS软件,将储备站中各类设备设施纳入考虑范围,进行模拟分析研究。主要研究工作如下：(1)利用Sketch Up软件进行模型搭建,再导入FDS软件中进行网格划分和参数设定,将相应的火灾场景完成参数设定后,进行几种典型工况的数值模拟分析。得出温度和热辐射通量的相应结果后,与相同工况下的PHAST软件模拟结果进行对比分析。(2)在FDS软件中分别使用区域模型的池火理论及参数设定方法和场模型的池火理论及参数设定方法,忽略集液池的作用,进行相同池火火灾场景的模拟,将所得结果进行对比分析,确定根据两种理论模拟得出结果的差异大小。(3)对火灾场景中的几个重要参数进行手算,与模拟结果进行对比。结合上述模拟分析,得出FDS软件最合理火灾参数设置方法,最终为该液化天然气储备站的设计提供参考依据。(4)通过模拟LNG储罐管道泄漏的事故场景,针对池火火灾,结合FDS模拟结果进行分析研究,得出不同火灾场景下,LNG储备站的事故严重程度、火灾规模大小、温度场分布及热辐射危害影响范围。由此确定LNG储罐周边危险区域和安全范围,为LNG储备站厂区内的场站布置方案和厂区外的规划,以及LNG储备站的设计和建造提出建设性意见,同时也为之后对于LNG储备站更深入的研究提供数据参考、指出方向。
【关键词】：液化天然气 储备站 池火 模拟分析 泄漏
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU998.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景和意义10-12
• 1.2 LNG储备站国内外发展现状12-14
• 1.2.1 国外发展现状12
• 1.2.2 国内发展现状12-14
• 1.3 课题研究内容14-15
• 第二章 LNG储备站事故规模及参数确定15-25
• 2.1 本课题工程背景介绍15-17
• 2.2 事故类型统计及确定17-20
• 2.2.1 已发生的LNG事故统计17-18
• 2.2.2 LNG火灾形式及特点18-20
• 2.3 场模型参数设定方法20-21
• 2.3.1 LNG质量燃烧速率的确定20-21
• 2.3.2 LNG热释放速率的确定21
• 2.4 区域模型参数设定方法21-23
• 2.4.1 LNG池火灾的固定参数设定21-22
• 2.4.2 池火直径的确定22
• 2.4.3 质量燃烧速率的确定22-23
• 2.4.5 燃烧速率的确定23
• 2.5 泄漏工况的确定23
• 2.6 本章小结23-25
• 第三章 基于FDS的LNG储备站池火灾数值模型建立25-35
• 3.1 FDS软件介绍26-27
• 3.2 模型建立及参数设置27-32
• 3.2.1 模拟区域设定与网格划分28
• 3.2.2 材料参数设置28-30
• 3.2.3 热释放速率设置30-31
• 3.2.4 燃烧反应类型设定31
• 3.2.5 环境风速与温度设定31-32
• 3.3 危险距离的计算32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 区域模型与场模型模拟结果对比分析35-57
• 4.1 PHAST软件简介35-36
• 4.2 LNG储备站模型建立及完善36-37
• 4.3 小规模泄漏模拟对比分析37-46
• 4.3.1 区域模型模拟结果37-42
• 4.3.2 场模型模拟结果42-45
• 4.3.3 对比及分析45-46
• 4.4 大规模泄露模拟对比分析46-55
• 4.4.1 区域模型模拟结果46-51
• 4.4.2 场模型模拟结果51-54
• 4.4.3 对比及分析54-55
• 4.5 本章小结55-57
• 第五章 LNG储备站池火火灾危险性评价57-67
• 5.1 围堰范围内的表面着火57-62
• 5.2 集液池范围内的表面着火62-65
• 5.3 LNG储备站安全布置建议65-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 结论与展望67-71
• 6.1 结论67-69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士期间发表论文及所取得的成果75-76
• 致谢76

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