细水雾技术及其在抑制原油储罐密封圈火灾效果研究

发布时间：2020-06-10 09:08

【摘要】：对581起油库事故的统计分析,其中有近三分之一的事故源于火灾和爆炸,对油库建筑与设备造成严重损坏,甚至人员伤亡。本文在总结与分析国内外学者研究成果的基础上,依据细水雾机理、数值模拟和含有添加剂细水雾的研究现状,开展了实验与模拟研究。细水雾机理与实验研究。得出了雾滴粒径随压力增大而较小;细水雾在运动的过程中,颗粒与颗粒会发生碰撞并粘合到一起,成为粒径较大的颗粒,随着距离的增加,颗粒发生碰撞的概率将会逐渐增大,在2.0MPa压力下细水雾颗粒粒径分布主要集中在100~200μm范围内,在该区间内颗粒比例随着高度的降低而降低;雾化面积随压力增大出现先增大后减少的趋势;实验结果表明喷头在离火源1.5m高度下,喷头与喷头之间距离为2.5m时的灭火效果较佳。在实验机理研究的基础上,对不同压力条件下单相流与二相流细水雾喷头、含有NaCl溶液的细水雾以及水滴粒径等因素做出了实验与数值模拟研究,得出:实验条件下,2.0MPa压力下细水雾抑制原油火的效果最佳;含有氮气的双相流灭火系统灭火效果不含有氮气的单相流灭火系统灭火效果二相流喷头单相流喷头;对添加剂溶液细水雾实验研究发现,体积分数为2%左右的NaCl溶液细水雾溶液其灭火效果最佳;对不同粒径与通量细水雾模拟研究发现,细水雾粒径为100μm、通量为5L/min最符合实际灭火需求。依据实验研究最佳工作压力、喷头间距、细水雾粒径、雾通量等实验结果,对10万m~3浮顶油罐密封圈数值模拟的热值、喷头数量、流量、粒径进行模拟参数设置。模拟结果表明:在该参数设置下,细水雾能有效降低密封圈内火源的热释放速率;其温度和火焰传播速度最终都能被抑制,密封圈内氧气与氮气浓度都最终降至一个较低的水平。基于前几章对细水雾抑制油池火实验研究,结合目前石油储罐火灾应急的主要措施,提出了原油储罐在四种火灾情况下添加细水雾与氮气防护措施主要的火灾应急处置技术。
【图文】：

更加严峻的挑战。根据“十三五”规划纲领，和浙江海洋经济规划，舟一座国家大型原油储备基地，每年存储与转运的油量日益增长，这也导率可能大大增大，特别是舟山由群岛构成，，雷雨和台风天气较多，对油供了更多的要求[4-6]。故发生起因是油罐被雷击后，被击中的储罐发生燃烧与爆炸，但由于未制火灾的措施，最终导致整个库区发生了大面积火灾，造成了严重的事06 年，中国石化管道储运公司在南京输油处也发生了储罐被雷击起火事故致了多处起火点[8-9]。的角度出发，二十一世纪初世界各国开始全面取代哈尼灭火系列产品，能够取代哈尼灭火剂但又可以保持环保、有效的新型灭火剂已经是各国点工作[10-11]。当前研究的细水雾、惰性气体是属于比较受人们认可的二式[12-13]。本文基于前人对细水雾的相关研究，对细水雾机理做出了实验用数值模拟软件模拟研究了细水雾喷头在浮顶罐密封圈火灾的灭火效果流1的储罐灭火方式，提出了一套结合细水雾加氮气的火灾应急技术，的经济效益。

2.2.1 实验设备实验设备支撑外架采用由长：宽：高为1.5mx1.5mx1m钢管制成，在支架中间预留安装细水雾喷头接口。实验装置如图2-1所示，火源采用0.25m2的正方形原油储存器，压力是由一台柱塞泵和5.5kw电机提供，此系统提供压力可达到0MPa-4.8MPa，热电偶安置在火源正上方0.3m、0.6m处，氮气是由氮气罐直接通入二相流喷头。数据收集采用PFM4.10动态信号连续采集系统进行数据转化与分析。
【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE972;TE88

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本文编号：2706084