FPSO上甲板可燃气云爆燃过程实验与数值模拟研究
发布时间：2021-06-29 17:45
FPSO（Floating Production Storage and Offloading）即海上浮式生产储油船,由于其适应水深范围广、抗风浪能力强和储油、卸油量大等优点被广泛应用于海洋油气开采中。FPSO上甲板可燃气云爆燃事故是FPSO主要风险之一,一旦发生将引起巨大的财产、人员和环境损失。为保证FPSO安全运营,开展FPSO上甲板可燃气云爆燃过程的研究是亟需解决的问题。本文针对FPSO上甲板可燃气云爆燃过程进行实验与数值模拟研究,主要内容包括:（1）通过FPSO上甲板可燃气云爆燃实验系统,探究了可燃气云爆燃过程中火焰形态和压力随时间的变化规律。结果表明:火焰传播由点火处向周围扩展,产生膨胀流场,压缩未燃气体及周围空气,产生与火焰同向压力波。压力波的基本变化形式是经历一次正超压～一次负超压,二次正超压～二次负超压等多次压力波动。并且随着距离点火点距离的增加,第一次超压产生的时间延后;甲烷浓度为10%时爆炸超压峰值较9%和11%分别增大了 61.26%和33.33%,爆燃压力随着甲烷浓度的增加先增大后减小,这是由于预混气体的爆燃事故后果受化学计量浓度的影响,化学计量浓度的1.1～1...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２本文技术路线图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｐａｐ??
?大连海事大学硕士学位论文???３．１．２实验平台??实验平台以“海洋石油１１８”为原型，简化管系和钢架结构布置，以１：３０的比例建??立ＦＰＳＯ上部结构原油处理单元１、２和燃油处理单元实物图如图３．４。长方形木板近似??为ＦＰＳＯ上部甲板，在右端开Ｍ１４Ｘ?１．２５细牙螺纹，与点火装置的点火头螺纹匹配。??８，?Ｉ?Ｊ７ｒｉ－＾．ｒ７ｔｌ－．?ｌ?／ｉ?ｉｉｌ?ｈ?ａ??Ｋｉｚｊ／ＩＭＬ，?Ｒｒ：■■，■■■：．．．．．ｆ：孤．．．．．．．Ｈ??Ｉ?？ｐ？＞－ｘ－？ｏｏｅ＊＼Ｂ＼ｃ?ａ?＾?ｉ／ｉ?．?－?Ｎｓ??１?＿咖?ＴＪ＾Ｈ?丨（——」［－）．??Ｉ?｜?？？３〇－＊－２ａＭ?ｉ?ｒｋ＾ｒ＾Ｈｐ＾ｉ?＾?Ｉ?１?！?｜、Ｌｗ＂５?………■ｆ?－…．——???［ｉｊｊｊｊｊｊｊｊ－ｆｌｐｌ——ｄ——漏―ｊ??ｉ＿??ｉ?ｉｍ?ｍ?ｍ?！?ｉ?！?ｌｏ?「哥??■Ｌ?ｉ?ｍｉｉ?＿Ｉ?丨??＇?ｊ?ＷＯＯ?：１６？）｜＾?＾ＭＯＯ?一?丨?＾?ＭＯＯ?｜??图３．３实船设备布置图??Ｆｉｇ．?３．３?Ｒｅａｌ?ｓｈｉｐ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｌａｙｏｕｔ??論’５??图３．４实验平台实物图??Ｆｉｇ．?３．４?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ??－１３?－??
集卡和高速相机动作。??＿＿??ｆｒｎ??ｊｔｅｌ?１〇〇ｌｔｈ?Ｉ?Ｄｒｏｄｅ?１Ｎ５１！９?Ｉ?１?２??［ｊＲｅｉｌ?ＰＩ??—?Ｈｅａｄｅｒ?２??丁２２０?ｆ￣：?｜?ＧＮＤ??ＧＮＤ?７￣￣］?２??ＰＫ￣￣ｓ＾Ｊ＿＿Ｚ７６?：?？?＿??：?３４?—ｐ?Ａ?Ｊ?ｉ?８Ｋ??ＩＲＦ５４０??厂?Ｃ３＆Ｄ??－ｎ?＿ｘｃ；Ｐｗ???２２０ｐＦ??Ｐ３????２?Ｐ？?—??｜?Ｉ?ＧＮＤ??图３．５同步触发装置稳压电路??Ｆｉｇ．?３．５?Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ?ｔｒｉｇｇｅｒ?ｄｅｖｉｃｅ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｒｅｇｕｌａｔｏｒ?ｃｉｒｃｕｉｔ??３．１．６配气过程和实验步骤??实验中使用的甲烧／空气混合气体由大连大特气体有限公司提供的９９．９％高浓度甲??烷气体和干空气组成。配气系统由甲烷气罐、配气筒和聚乙烯薄膜组成。配气方法：??（１）封袋质量对实验有一定的影响，故实验中采用专用薄膜封袋机将聚乙烯薄膜??批量做成２５０ｍｍ＊２００ｍｍ＊２００ｍｍ的长方体气袋，减小实验误差。气袋一角开口，用橡??胶管引出；??（２）将气袋底部开孔，利用火花塞螺帽将气袋与木板紧密贴合；??（３）利用配气筒和橡胶管将气袋抽取真空；??（４）通过配气筒，向气袋内分别注入不同体积空气和甲烷，配置不同浓度甲烷／空??气混合气，充入气体体积略小于薄膜可容纳气体体积，使得气云的初始压力约为外界大??气压力；??（５）移除橡胶管和配气筒，密封聚乙烯薄膜，静置２ｍｉｎ，使气体混合均匀且温度??和环境温度相冋。??－１５?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]BP世界能源展望（2018年版）发布[J]. 李春梅. 中国能源. 2018(04)
[2]FPSO油气泄漏燃爆连锁风险量化分析与屏障控制研究[J]. 李修峰,陈国明,耿素花. 石油化工安全环保技术. 2018(01)
[3]充气薄膜对开敞空间气体爆炸试验的影响分析[J]. 鲍麒,方秦,张亚栋,杨石刚,陈力,李展. 工程力学. 2017(07)
[4]障碍物与管道壁面间距比对瓦斯爆炸传播特性的影响[J]. 余明高,刘磊,郑凯,苏洋,滕飞,刘洋. 中国安全生产科学技术. 2017(05)
[5]方孔障碍物对瓦斯火焰传播影响的实验与大涡模拟[J]. 陈鹏,李艳超,黄福军,张玉涛. 爆炸与冲击. 2017(01)
[6]基于逻辑树和贝叶斯网络的海洋平台火灾概率分析[J]. 王彦富,李玉莲,张彪,闫培娜. 安全与环境学报. 2016(05)
[7]管道内障碍物对加氢甲烷爆炸特性的影响[J]. 余明高,袁晨樵,郑凯. 化工学报. 2016(12)
[8]基于事故场景分析的海洋平台火灾概率预测分析[J]. 王彦富,李玉莲,闫培娜,张彪. 工业安全与环保. 2016(08)
[9]管道内甲烷/空气层流火焰向湍流转捩的微观特性研究[J]. 陈鹏,李艳超,黄福军. 工程热物理学报. 2016(06)
[10]深水浮式结构火灾爆炸风险评价方法及软件开发[J]. 王亚琼,余建星,梁静,卢贺帅,李骁. 河北工业大学学报. 2016(01)
博士论文
[1]瓦斯湍流爆燃火焰特性与多孔介质淬熄抑爆机理研究[D]. 温小萍.大连理工大学 2014
本文编号：3256874
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２本文技术路线图??Ｆｉｇ．?１．２?Ｔｈｅ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｐａｐ??
?大连海事大学硕士学位论文???３．１．２实验平台??实验平台以“海洋石油１１８”为原型，简化管系和钢架结构布置，以１：３０的比例建??立ＦＰＳＯ上部结构原油处理单元１、２和燃油处理单元实物图如图３．４。长方形木板近似??为ＦＰＳＯ上部甲板，在右端开Ｍ１４Ｘ?１．２５细牙螺纹，与点火装置的点火头螺纹匹配。??８，?Ｉ?Ｊ７ｒｉ－＾．ｒ７ｔｌ－．?ｌ?／ｉ?ｉｉｌ?ｈ?ａ??Ｋｉｚｊ／ＩＭＬ，?Ｒｒ：■■，■■■：．．．．．ｆ：孤．．．．．．．Ｈ??Ｉ?？ｐ？＞－ｘ－？ｏｏｅ＊＼Ｂ＼ｃ?ａ?＾?ｉ／ｉ?．?－?Ｎｓ??１?＿咖?ＴＪ＾Ｈ?丨（——」［－）．??Ｉ?｜?？？３〇－＊－２ａＭ?ｉ?ｒｋ＾ｒ＾Ｈｐ＾ｉ?＾?Ｉ?１?！?｜、Ｌｗ＂５?………■ｆ?－…．——???［ｉｊｊｊｊｊｊｊｊ－ｆｌｐｌ——ｄ——漏―ｊ??ｉ＿??ｉ?ｉｍ?ｍ?ｍ?！?ｉ?！?ｌｏ?「哥??■Ｌ?ｉ?ｍｉｉ?＿Ｉ?丨??＇?ｊ?ＷＯＯ?：１６？）｜＾?＾ＭＯＯ?一?丨?＾?ＭＯＯ?｜??图３．３实船设备布置图??Ｆｉｇ．?３．３?Ｒｅａｌ?ｓｈｉｐ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ｌａｙｏｕｔ??論’５??图３．４实验平台实物图??Ｆｉｇ．?３．４?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｍａｐ??－１３?－??
集卡和高速相机动作。??＿＿??ｆｒｎ??ｊｔｅｌ?１〇〇ｌｔｈ?Ｉ?Ｄｒｏｄｅ?１Ｎ５１！９?Ｉ?１?２??［ｊＲｅｉｌ?ＰＩ??—?Ｈｅａｄｅｒ?２??丁２２０?ｆ￣：?｜?ＧＮＤ??ＧＮＤ?７￣￣］?２??ＰＫ￣￣ｓ＾Ｊ＿＿Ｚ７６?：?？?＿??：?３４?—ｐ?Ａ?Ｊ?ｉ?８Ｋ??ＩＲＦ５４０??厂?Ｃ３＆Ｄ??－ｎ?＿ｘｃ；Ｐｗ???２２０ｐＦ??Ｐ３????２?Ｐ？?—??｜?Ｉ?ＧＮＤ??图３．５同步触发装置稳压电路??Ｆｉｇ．?３．５?Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ?ｔｒｉｇｇｅｒ?ｄｅｖｉｃｅ?ｖｏｌｔａｇｅ?ｒｅｇｕｌａｔｏｒ?ｃｉｒｃｕｉｔ??３．１．６配气过程和实验步骤??实验中使用的甲烧／空气混合气体由大连大特气体有限公司提供的９９．９％高浓度甲??烷气体和干空气组成。配气系统由甲烷气罐、配气筒和聚乙烯薄膜组成。配气方法：??（１）封袋质量对实验有一定的影响，故实验中采用专用薄膜封袋机将聚乙烯薄膜??批量做成２５０ｍｍ＊２００ｍｍ＊２００ｍｍ的长方体气袋，减小实验误差。气袋一角开口，用橡??胶管引出；??（２）将气袋底部开孔，利用火花塞螺帽将气袋与木板紧密贴合；??（３）利用配气筒和橡胶管将气袋抽取真空；??（４）通过配气筒，向气袋内分别注入不同体积空气和甲烷，配置不同浓度甲烷／空??气混合气，充入气体体积略小于薄膜可容纳气体体积，使得气云的初始压力约为外界大??气压力；??（５）移除橡胶管和配气筒，密封聚乙烯薄膜，静置２ｍｉｎ，使气体混合均匀且温度??和环境温度相冋。??－１５?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]BP世界能源展望（2018年版）发布[J]. 李春梅. 中国能源. 2018(04)
[2]FPSO油气泄漏燃爆连锁风险量化分析与屏障控制研究[J]. 李修峰,陈国明,耿素花. 石油化工安全环保技术. 2018(01)
[3]充气薄膜对开敞空间气体爆炸试验的影响分析[J]. 鲍麒,方秦,张亚栋,杨石刚,陈力,李展. 工程力学. 2017(07)
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[5]方孔障碍物对瓦斯火焰传播影响的实验与大涡模拟[J]. 陈鹏,李艳超,黄福军,张玉涛. 爆炸与冲击. 2017(01)
[6]基于逻辑树和贝叶斯网络的海洋平台火灾概率分析[J]. 王彦富,李玉莲,张彪,闫培娜. 安全与环境学报. 2016(05)
[7]管道内障碍物对加氢甲烷爆炸特性的影响[J]. 余明高,袁晨樵,郑凯. 化工学报. 2016(12)
[8]基于事故场景分析的海洋平台火灾概率预测分析[J]. 王彦富,李玉莲,闫培娜,张彪. 工业安全与环保. 2016(08)
[9]管道内甲烷/空气层流火焰向湍流转捩的微观特性研究[J]. 陈鹏,李艳超,黄福军. 工程热物理学报. 2016(06)
[10]深水浮式结构火灾爆炸风险评价方法及软件开发[J]. 王亚琼,余建星,梁静,卢贺帅,李骁. 河北工业大学学报. 2016(01)
博士论文
[1]瓦斯湍流爆燃火焰特性与多孔介质淬熄抑爆机理研究[D]. 温小萍.大连理工大学 2014
本文编号：3256874
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