氨气泄漏扩散过程的数值模拟研究

发布时间：2018-02-12 23:48

本文关键词： 数值模拟氨气泄漏扩散储罐应急管理　出处：《天津理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：氨作为工业生产原料或最终产物,越来越多地出现在人们的视野里,但由于管理上的疏漏,员工的误操作,以及外部不可抗拒因素,会造成氨气的泄漏扩散。氨气在正常条件下具有易燃、易爆,中毒等危险性质,一旦发生事故,后果严重。为了验证数值模拟的正确性,本文基于CFD软件FLUENT平台,建立气体泄漏扩散三维数值模型,分析了CO2泄漏扩散过程,对比实验数据与数值模拟结果,瞬时浓度分布与实验测试结果吻合较好。在此基础上考察了风速、泄漏位置、泄漏方向等因素对泄漏扩散过程的影响。风对泄漏气体具有稀释和输运作用,在风的作用下,气体向下风向扩散,随着风速的增大,气体的浓度逐渐减小,危险性也随之减小。随着风速的增大,在水平方向上的泄漏对气体扩散区域的影响会减弱。垂直方向泄漏时,在重力作用下,气体向地面沉积,近地面处气体浓度较大,而水平方向泄漏,气体分布较为均匀,气体浓度较小,在垂直面上的泄漏危险性较之水平方向泄漏时高。结合实际生产场所的气象条件以及氨气储罐的布置情况,模拟了氨气泄漏扩散的过程,绘制不同时刻氨气的浓度区域图,估算不同条件下,气体泄漏的影响范围,模拟结果显示,在静风条件下,储罐发生小孔泄漏,泄漏速度很大,泄漏气体会沿着射流方向迅速喷出,并以射流线为对称轴,均匀向周围扩散,逐渐充满整个区域。当泄漏方向与风向相同时,上风向区域的气体浓度较高,属于重度危害区域;当泄漏口垂直于风向时,警戒区应设置在储罐东南方位上,距离泄漏口30m的范围内是高浓度危险区,属于重度危害区域,在下风向80-120m的区域范围内,随着与泄漏口距离的减小,气体的浓度有所减小,属中度危险区。当泄漏方向与风向相同时,下风向80-120m的区域,属于中度危险区。在静风条件下,不利于危险气体的扩散,危险气体扩散区域较大,应加强防范。厂区建设应选择在全年最小频率风向上风侧,厂区布置应当将风险较小的区域设置在风险较大区域的上风侧,泄漏源应建造在办公楼、员工宿舍和控制室等建筑的常年主导风向的下风侧,同时要避开可能点火源的下风侧。采用ICI蒙德法对厂区内的氨气储罐区进行危险性分析,得出工厂采取补偿措施前单元的毒性指标为“高”,主毒性指标为“非常高”,爆炸指标为“高”,气体爆炸指标为“中等”,全体危险性为“中等”,氨气储罐区固有爆炸和中毒危险性较大。采取补偿措施后,爆炸指标从“高”降到“低”,全体危险性评分从“中等”降到“缓和”。评价单元的全体危险性指标处于“缓和”的状态,但单元的毒性指标、气体爆炸指标较高,仍需要采取有效的管理措施,制定完善的事故应急预案,降低各个环节的危险性系数,从而降低评价单元的毒性及气体爆炸指标,减少事故造成的危害和损失。根据各类灾害事件的性质、严重程度、可控性和影响范围等因素,将突发灾害事故分成四级:一级(特别重大)、二级(重大)、三级(较大)、和四级(一般)。针对应急管理的四个阶段,即预防、准备、响应、恢复阶段,制定相应的应急措施,指导事故发生后的应急工作,为提高企业危险化学品泄漏事故的应急救援水平提供了意见。
[Abstract]:In order to verify the correctness of numerical simulation , the gas concentration in the horizontal direction is more uniform and the gas concentration is small . When the leakage direction is perpendicular to the wind direction , the warning area shall be arranged in the southeast direction of the storage tank . It is a high - concentration dangerous area within the range of 30m from the leakage port . The area of the lower wind direction of 80 - 120m belongs to the moderate dangerous area . When the leakage direction is the same as the wind direction , the area of the lower wind direction of 80 - 120m belongs to the moderate dangerous area . When the leakage direction is the same as the wind direction , the area of the lower wind direction of 80 - 120m belongs to the moderate dangerous area . When the leakage direction is the same as the wind direction , the area of the lower wind direction of 80 - 120m belongs to the moderate dangerous area . When the leakage direction is the same as the wind direction , the area of the lower wind direction of 80 - 120m belongs to the moderate dangerous area . According to the nature , severity , controllability and influence scope of all kinds of disaster events , it is necessary to take effective management measures to reduce the toxicity and gas explosion indexes of the evaluation unit and reduce the damage and loss caused by accidents . According to the nature , severity , controllability and influence scope of various disaster events , the corresponding emergency measures are formulated to guide the emergency work after the accident , so as to provide advice for the improvement of the emergency rescue level of the leakage accident of dangerous chemicals in the enterprise .

【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ086.5

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