论文部分内容阅读
摘 要:随着我国石油开采工业的发展,油气处理站的原油处理规模不断扩大,储罐区作为油气处理站主要的原油储存场所,原油储存量大,是油气处理站最主要的危险场所之一,若发生事故,将对油气处理站及周边场所产生重大的影响。池火灾事故是储罐区最可能发生的重大事故,本文采用数值模拟的方法对某油田稀油处理站储罐区发生池火灾事故对周边的影响情况进行模拟分析,研究池火灾事故发生的一般规律,给安全生产提供一定的指导意见。
关键词:储罐区;池火灾;安全
中图分类号:TE88 文献标识码:A
1事故模型建立
可燃液体发生泄漏后流到地面形成液池,遇到点火源燃烧可形成池火,通过采用池火灾模型对可燃液体泄漏后的火灾事故进行模拟,可以预测出池火灾事故伤害后果。
针对工程实际采用必要的模型假设和初始条件的定义,选取合理的基础数据参数,可以计算出不同人员暴露时间情况下的死亡半径、重伤半径、轻伤半径、财产损失半径。
1、液池半径和火焰高度计算
池火灾按圆柱形火焰和池面积恒定假设。设液池为一半径为Rf的圆池子,液池半径Rf由下式确定:
Rf = (S/Л)1/2
式中:
Rf——液池半径,m;
S——液池面积,m2。
火焰高度计算公式如下:
L = 84Rf[mf/ρ0(2gRf)1/2]0.61
式中:
L——火焰高度,m;
ρ0——周围空气密度,kg/m3;
g——重力加速度,g = 9.8m/s2;
mf ——燃烧速度,kg/(m2·s)。
2、火焰表面热辐射通量
火焰表面热辐射通量Qf计算公式如下:
Qf= 2ЛRf2η1mfη2/(2ЛRf2+ЛRfL)
式中:
η1——燃燒效率;
η2——为热辐射系数,可取0.15;
3、目标接受热辐射通量
目标接受热辐射通量q(r)计算公式如下:
q(r) = Qf V(1-0.058ln(d))
式中:
V——目标处视角系数;
d——目标离火焰表面的距离;
4、死亡、重伤、轻伤及财产损失半径
死亡、重伤、轻伤及财产损失半径分别指热辐射作用下的死亡、二度烧伤、一度烧伤和引燃木材半径。
根据计算出来的q(r),依据人体在危险场所暴露时间长短,根据稳态火灾作用下的热通量伤害准则,确定死亡、重伤、轻伤及财产损失半径。
2池火灾事故模拟分析
本文假设某油田稀油处理站储罐区内最大储罐—1000m3原油净化罐破裂,物料全部泄漏于防火堤内形成液池,分别模拟发生池火灾后人员暴露时间为10s、60s、120s的死亡半径、重伤半径、轻伤半径。
计算基础数据的选取及中间计算数据如下所示:
防火堤面积 9928m2
空气密度 1.293kg/m3
重力加速 9.8m/s2
液体燃烧热 49496.7kJ/kg
燃烧速度 0.0217kg/(m2.s)
火焰平均高度 46.1m
火焰表面热辐射通量 61kW/m2
总热辐射通量 707154.6kW/m2
死亡热辐射通量 6.5kW/m2
重伤热辐射通量 4.3kW/m2
轻伤热辐射通量 1.9kW/m2
模拟得出的人体不同暴露时间下伤害半径的计算结果如下所示:
(1)人体暴露时间为10s时,死亡半径为56.5m,重伤半径为60m,轻伤半径为82.4m。
(2)人体暴露时间为60s时,死亡半径为86.9m,重伤半径为106m,轻伤半径为164.9m。
(3)人体暴露时间为120s时,死亡半径为112.1m,重伤半径为138.8m,轻伤半径为228.5m。
3事故对周边影响的分析
根据现场勘查,该稀油处理站周边500m范围内的常住人口数量为20人,即站场东约500m加气站工作人员10人,站场北约100m油储总站工作人员10人。
通过采用池火灾对重大危险源站场发生火灾事故危害程度的分析,结合重大危险源站场周边环境情况,通过模型计算得出的伤亡半径分析可知,若该稀油处理站原油储罐发生泄漏池火灾事故可能造成周边人员伤亡和财产损失,应做好周边散居人员的安全教育和宣传,以及应急逃生的准备和演练,减少人员伤害。并且应与周边单位保持应急通信和定期进行联合应急演练,减少事故发生时的人员伤害和财产损失。
4结束语
综上分析,安全生产是油田开采油气集输过程中越来越重要的关键环节,随着生产的不断扩大,一旦发生事故,就会发生灾难性的后果,我们必须采用各种手段和措施,及时预防事故的发生,充分发挥计算机数值模拟技术的优势作用,预见出发生事故对站场及周边的影响程度,做到及时预防发生,以及事故发生以后如何尽最大可能得降低损失,采取有效的应急救援措施,使生产企业实现安全生产,高效生产。
参考文献
[1] 王立.火灾过程数值模拟在火灾事故原因认定中的作用[J].消防科学与技术.2008年08期
[2] 黄濛.对油田化工生产中安全生产及管理的分析[J].化工管理.2014.33:220.
[3] 庄磊;陈国庆;孙志友;冯磊;陆守香.大型油罐火灾的热辐射危害特性[J].安全与环境学报.2008年04期
[4] 谢圣伟.S化工公司安全生产中的管理隐患控制研究[D].苏州大学.2014.
作者简介:作者1:王甲春,(1983-),硕士学历,中级工程师职称。
作者2:尹晓东(1979-),山东海普安全环保技术股份有限公司。
作者3:李邦梅(1981-),山东海普安全环保技术股份有限公司。
关键词:储罐区;池火灾;安全
中图分类号:TE88 文献标识码:A
1事故模型建立
可燃液体发生泄漏后流到地面形成液池,遇到点火源燃烧可形成池火,通过采用池火灾模型对可燃液体泄漏后的火灾事故进行模拟,可以预测出池火灾事故伤害后果。
针对工程实际采用必要的模型假设和初始条件的定义,选取合理的基础数据参数,可以计算出不同人员暴露时间情况下的死亡半径、重伤半径、轻伤半径、财产损失半径。
1、液池半径和火焰高度计算
池火灾按圆柱形火焰和池面积恒定假设。设液池为一半径为Rf的圆池子,液池半径Rf由下式确定:
Rf = (S/Л)1/2
式中:
Rf——液池半径,m;
S——液池面积,m2。
火焰高度计算公式如下:
L = 84Rf[mf/ρ0(2gRf)1/2]0.61
式中:
L——火焰高度,m;
ρ0——周围空气密度,kg/m3;
g——重力加速度,g = 9.8m/s2;
mf ——燃烧速度,kg/(m2·s)。
2、火焰表面热辐射通量
火焰表面热辐射通量Qf计算公式如下:
Qf= 2ЛRf2η1mfη2/(2ЛRf2+ЛRfL)
式中:
η1——燃燒效率;
η2——为热辐射系数,可取0.15;
3、目标接受热辐射通量
目标接受热辐射通量q(r)计算公式如下:
q(r) = Qf V(1-0.058ln(d))
式中:
V——目标处视角系数;
d——目标离火焰表面的距离;
4、死亡、重伤、轻伤及财产损失半径
死亡、重伤、轻伤及财产损失半径分别指热辐射作用下的死亡、二度烧伤、一度烧伤和引燃木材半径。
根据计算出来的q(r),依据人体在危险场所暴露时间长短,根据稳态火灾作用下的热通量伤害准则,确定死亡、重伤、轻伤及财产损失半径。
2池火灾事故模拟分析
本文假设某油田稀油处理站储罐区内最大储罐—1000m3原油净化罐破裂,物料全部泄漏于防火堤内形成液池,分别模拟发生池火灾后人员暴露时间为10s、60s、120s的死亡半径、重伤半径、轻伤半径。
计算基础数据的选取及中间计算数据如下所示:
防火堤面积 9928m2
空气密度 1.293kg/m3
重力加速 9.8m/s2
液体燃烧热 49496.7kJ/kg
燃烧速度 0.0217kg/(m2.s)
火焰平均高度 46.1m
火焰表面热辐射通量 61kW/m2
总热辐射通量 707154.6kW/m2
死亡热辐射通量 6.5kW/m2
重伤热辐射通量 4.3kW/m2
轻伤热辐射通量 1.9kW/m2
模拟得出的人体不同暴露时间下伤害半径的计算结果如下所示:
(1)人体暴露时间为10s时,死亡半径为56.5m,重伤半径为60m,轻伤半径为82.4m。
(2)人体暴露时间为60s时,死亡半径为86.9m,重伤半径为106m,轻伤半径为164.9m。
(3)人体暴露时间为120s时,死亡半径为112.1m,重伤半径为138.8m,轻伤半径为228.5m。
3事故对周边影响的分析
根据现场勘查,该稀油处理站周边500m范围内的常住人口数量为20人,即站场东约500m加气站工作人员10人,站场北约100m油储总站工作人员10人。
通过采用池火灾对重大危险源站场发生火灾事故危害程度的分析,结合重大危险源站场周边环境情况,通过模型计算得出的伤亡半径分析可知,若该稀油处理站原油储罐发生泄漏池火灾事故可能造成周边人员伤亡和财产损失,应做好周边散居人员的安全教育和宣传,以及应急逃生的准备和演练,减少人员伤害。并且应与周边单位保持应急通信和定期进行联合应急演练,减少事故发生时的人员伤害和财产损失。
4结束语
综上分析,安全生产是油田开采油气集输过程中越来越重要的关键环节,随着生产的不断扩大,一旦发生事故,就会发生灾难性的后果,我们必须采用各种手段和措施,及时预防事故的发生,充分发挥计算机数值模拟技术的优势作用,预见出发生事故对站场及周边的影响程度,做到及时预防发生,以及事故发生以后如何尽最大可能得降低损失,采取有效的应急救援措施,使生产企业实现安全生产,高效生产。
参考文献
[1] 王立.火灾过程数值模拟在火灾事故原因认定中的作用[J].消防科学与技术.2008年08期
[2] 黄濛.对油田化工生产中安全生产及管理的分析[J].化工管理.2014.33:220.
[3] 庄磊;陈国庆;孙志友;冯磊;陆守香.大型油罐火灾的热辐射危害特性[J].安全与环境学报.2008年04期
[4] 谢圣伟.S化工公司安全生产中的管理隐患控制研究[D].苏州大学.2014.
作者简介:作者1:王甲春,(1983-),硕士学历,中级工程师职称。
作者2:尹晓东(1979-),山东海普安全环保技术股份有限公司。
作者3:李邦梅(1981-),山东海普安全环保技术股份有限公司。