煤气化车间危险气体监测点设置与分布研究
发布时间：2023-10-12 03:38
在对气化工艺进行前期调查和初步分析的基础上,本文对气化车间进行危险辨识,筛选出气化工艺中的潜在危险源包括气化炉、粗合成气分液罐、一级闪蒸罐等设备。因设备出口管径较大,法兰紧固困难,设备出口气体压力较大,流速较高,粗合成气中含有腐蚀性元素,导致出口法兰磨蚀泄漏概率较高,因此将法兰泄漏作为本文模拟的研究对象。运用ANSYS软件,对气化车间三个设备在三个不同风向和两个不同泄漏孔径下进行了 18个工况的模拟,对气化车间危险气体泄漏扩散的范围进行研究,并据此对气化车间设置危险气体检测器进行合理布局。研究结果表明,一旦气化炉出口法兰泄漏,会先扩散至气化车间的缓冲罐;一旦气液分离罐出口法兰泄漏会先扩散至气化炉底部、喷射洗涤器罐、渣收集罐、冲洗水罐等设备;一级闪蒸罐出口法兰泄漏会先扩散至闪蒸冷却器等设备。因气化炉和气液分离罐的出口运行压力高,泄漏后影响的范围较大,潜在事故升级的后果较为严重,在泄漏气体先扩散到的区域设置监测点时应适当加密;一旦发生可燃气体泄露,泄露的气体在风的作用下呈团状扩散向下风向扩散,扩散至全车间的时间在20s以内,具有时间短的特点;泄露孔径大的扩散到达框架边缘的时间要短于泄露孔径...
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 煤制天然气总体工艺
1.2 煤气化工艺
1.2.1 反应原理
1.2.2 工艺流程简介
1.2.3 装置组成
1.2.4 气化单元物料平衡表
1.2.5 煤气化工艺流程及污染源示意图
1.3 计算流体力学
1.3.1 ANSYS软件介绍
1.3.2 计算流体力学在有毒有害气体泄漏领域上的应用
1.4 有关气体流动的基本定律
1.4.1 质量守恒定律
1.4.2 动量守恒定律
1.4.3 能量守恒定律
1.5 本论文的研究意义及主要内容
第二章 煤气化车间危险气体泄漏模型的建立
2.1 有毒有害气体泄漏模型的选择
2.2 有毒有害气体泄漏扩散的影响因素分析
2.2.1 风速、风向影响
2.2.2 气化车间设备布局的影响
2.3 气体泄漏的组分输送方程
2.3.1 组分输送方程
2.3.2 边界条件
2.4 小结
第三章 煤气化车间有毒有害气体泄漏风险辨识
3.1 煤气化工艺框架概况
3.1.1 煤气化工艺框架概述
3.1.2 占地面积
3.1.3 轴线说明
3.1.4 平面布置原则
3.2 风险识别的范围和类型
3.2.1 危险化学物质风险识别
3.2.2 气化装置风险识别
3.2.3 风险事故类型
3.3 源项分析
3.3.1 危害途径识别
3.3.2 最大可信事故及其概率
3.3.3 最大可信事故源项
3.4 小结
第四章 气化车间危险物质泄漏的CFD模拟
4.1 利用PROE建立几何模型
4.2 模型简化
4.2.1 气化炉所在楼层及模型简化
4.2.2 气液分离罐所在楼层及模型简化
4.2.3 一级闪蒸罐所在楼层及模型简化
4.3 计算空间的网格划分
4.3.1 气化炉所在楼层及模型网格划分
4.3.2 气液分离罐所在楼层及模型网格划分
4.3.3 一级闪蒸罐所在楼层及模型网格划分
4.4 典型泄漏点选择
4.5 边界条件的选择
4.5.1 风速、风向
4.5.2 泄漏的气体质量流量计算
4.5.3 边界条件的取值
4.6 有毒有害气体泄漏扩散数学模型
4.7 ANSYS计算结果
4.7.1 气化炉粗合成气出口连接法兰所在框架
4.7.2 粗煤气分液罐所在框架
4.7.3 一级闪蒸罐
4.8 计算结果分析
4.9 监测点设置
4.9.1 国内、外关于监测布点要求
4.9.2 监测点布置原则
4.9.3 气化车间监测点布局方案
4.9.4 气化车间监测点设置图
4.10 小结
第五章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
致谢
作者和导师简介
附件
本文编号：3853377
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 煤制天然气总体工艺
1.2 煤气化工艺
1.2.1 反应原理
1.2.2 工艺流程简介
1.2.3 装置组成
1.2.4 气化单元物料平衡表
1.2.5 煤气化工艺流程及污染源示意图
1.3 计算流体力学
1.3.1 ANSYS软件介绍
1.3.2 计算流体力学在有毒有害气体泄漏领域上的应用
1.4 有关气体流动的基本定律
1.4.1 质量守恒定律
1.4.2 动量守恒定律
1.4.3 能量守恒定律
1.5 本论文的研究意义及主要内容
第二章 煤气化车间危险气体泄漏模型的建立
2.1 有毒有害气体泄漏模型的选择
2.2 有毒有害气体泄漏扩散的影响因素分析
2.2.1 风速、风向影响
2.2.2 气化车间设备布局的影响
2.3 气体泄漏的组分输送方程
2.3.1 组分输送方程
2.3.2 边界条件
2.4 小结
第三章 煤气化车间有毒有害气体泄漏风险辨识
3.1 煤气化工艺框架概况
3.1.1 煤气化工艺框架概述
3.1.2 占地面积
3.1.3 轴线说明
3.1.4 平面布置原则
3.2 风险识别的范围和类型
3.2.1 危险化学物质风险识别
3.2.2 气化装置风险识别
3.2.3 风险事故类型
3.3 源项分析
3.3.1 危害途径识别
3.3.2 最大可信事故及其概率
3.3.3 最大可信事故源项
3.4 小结
第四章 气化车间危险物质泄漏的CFD模拟
4.1 利用PROE建立几何模型
4.2 模型简化
4.2.1 气化炉所在楼层及模型简化
4.2.2 气液分离罐所在楼层及模型简化
4.2.3 一级闪蒸罐所在楼层及模型简化
4.3 计算空间的网格划分
4.3.1 气化炉所在楼层及模型网格划分
4.3.2 气液分离罐所在楼层及模型网格划分
4.3.3 一级闪蒸罐所在楼层及模型网格划分
4.4 典型泄漏点选择
4.5 边界条件的选择
4.5.1 风速、风向
4.5.2 泄漏的气体质量流量计算
4.5.3 边界条件的取值
4.6 有毒有害气体泄漏扩散数学模型
4.7 ANSYS计算结果
4.7.1 气化炉粗合成气出口连接法兰所在框架
4.7.2 粗煤气分液罐所在框架
4.7.3 一级闪蒸罐
4.8 计算结果分析
4.9 监测点设置
4.9.1 国内、外关于监测布点要求
4.9.2 监测点布置原则
4.9.3 气化车间监测点布局方案
4.9.4 气化车间监测点设置图
4.10 小结
第五章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
参考文献
致谢
作者和导师简介
附件
本文编号：3853377
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