本文關(guān)鍵詞： 液化石油氣 火災(zāi)爆炸 關(guān)系模型 危險(xiǎn)區(qū)域 防火間距　出處：《山東建筑大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：LPG儲(chǔ)罐一旦由于人為因素、設(shè)備因素、生產(chǎn)管理或環(huán)境因素發(fā)生泄漏,遇到明火即會(huì)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故,不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,還會(huì)造成環(huán)境污染乃至危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文對(duì)LPG儲(chǔ)罐的安全防火間距進(jìn)行研究,量化危險(xiǎn)區(qū)域,對(duì)于預(yù)防LPG罐區(qū)事故,保證LPG儲(chǔ)罐的安全生產(chǎn)具有十分重要的意義,結(jié)果可作為液化氣儲(chǔ)配站設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。LPG儲(chǔ)罐火災(zāi)事故根據(jù)事故成因的不同分為噴射火(JF)、池火災(zāi)(PF)、蒸氣云爆炸(UVCE)以及沸騰液體擴(kuò)展蒸汽爆炸(BLEVE),前三種火災(zāi)事故最為典型,事故后果表現(xiàn)形式明顯不同,本文選取前三類常見的火災(zāi)事故進(jìn)行理論分析,重點(diǎn)研究三類火災(zāi)事故特點(diǎn)和危險(xiǎn)區(qū)域。主要研究內(nèi)容如下:首先,本文通過查閱國內(nèi)外化工企業(yè)儲(chǔ)罐火災(zāi)事故文獻(xiàn)資料,總結(jié)LPG儲(chǔ)罐危險(xiǎn)性、儲(chǔ)存方式與泄漏原因,分析三種常見火災(zāi)事故—噴射火、池火災(zāi)、蒸氣云爆炸的燃燒機(jī)理及燃燒特性參數(shù),建立事故樹和火災(zāi)模式關(guān)系模型,研究不同關(guān)系模型的適用條件、求解方法。采用點(diǎn)熱源模型并結(jié)合熱輻射破壞準(zhǔn)則分析火焰熱輻射特性,得出JF主要通過熱輻射對(duì)周圍設(shè)備或人員造成傷害,其燃燒特性參數(shù)主要有泄漏口質(zhì)量流速與目標(biāo)被輻射物接受到的熱輻射通量;利用Mudan模型結(jié)合熱輻射破壞準(zhǔn)則量化事故危險(xiǎn)區(qū)域,PF燃燒特性參數(shù)主要有液池質(zhì)量燃燒速率、液池直徑D、火焰高度H、液池?zé)彷椛渫縌、目標(biāo)被輻射物熱輻射強(qiáng)度I等;采用普適火球模型和TNT當(dāng)量法對(duì)LPG儲(chǔ)罐發(fā)生蒸氣云爆炸事故的火球熱輻射和超壓沖擊波破壞范圍進(jìn)行模擬評(píng)價(jià),UVCE產(chǎn)生多種破壞效應(yīng),如沖擊波超壓、火球熱輻射、碎片作用等,高溫燃燒產(chǎn)生的火球熱輻射及爆炸產(chǎn)生的超壓沖擊波破壞威力巨大,破壞效應(yīng)強(qiáng)度主要取決于氣云的燃燒速度。利用比較得出的關(guān)系模型,以某液化氣站為例,展開LPG儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)狀況下危險(xiǎn)區(qū)域?qū)嵗芯?就該液化氣站火災(zāi)事故后果分別進(jìn)行模擬評(píng)價(jià),分別分析三種火災(zāi)模式下燃燒特性參數(shù)的影響因素與事故后果,確定危險(xiǎn)區(qū)域和安全防火間距。建立多米諾效應(yīng)設(shè)備破壞概率計(jì)算模型,基于Cozzani等對(duì)100起典型的多米諾事故進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,針對(duì)PF和UVCE兩種最容易引發(fā)多米諾效應(yīng)的事故形式進(jìn)行分析,利用多米諾效應(yīng)設(shè)備破壞概率模型計(jì)算兩種事故下儲(chǔ)罐失效概率,并根據(jù)儲(chǔ)罐失效風(fēng)險(xiǎn)可容許標(biāo)準(zhǔn)ALARP原則對(duì)液化氣站發(fā)生PF和UVCE事故的風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行評(píng)估。研究得出:池火災(zāi)熱輻射引起相鄰儲(chǔ)罐失效的概率為6×10-3,液化氣站100m~3儲(chǔ)罐發(fā)生全面積池火災(zāi)時(shí),其鄰近儲(chǔ)罐被引燃的概率為7.2×10-8/a-1,10m~3儲(chǔ)罐發(fā)生全面積池火災(zāi)時(shí),其鄰近儲(chǔ)罐被引燃的概率為5.6×10-12/a-1,均屬于可忽略風(fēng)險(xiǎn);蒸氣云爆炸由于超壓作用引起鄰近儲(chǔ)罐失效的概率高達(dá)0.999,約為1,液化氣罐區(qū)(1)~(5)號(hào)儲(chǔ)罐發(fā)生蒸氣云爆炸時(shí),鄰近儲(chǔ)罐被引燃的概率約為1.39×10-8/a-1,屬于不可接受風(fēng)險(xiǎn),必須采取有效措施杜絕蒸氣云爆炸事故的發(fā)生,如在儲(chǔ)罐外壁涂裝保溫層,涂抹防腐劑,提高消防配備等措施盡可能降低罐組內(nèi)儲(chǔ)罐失效風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合三種火災(zāi)狀況下危險(xiǎn)區(qū)域研究結(jié)果,就某液化氣站儲(chǔ)罐區(qū)事故預(yù)防和應(yīng)急救援處理提出針對(duì)性預(yù)案措施,將重傷半徑r3(目標(biāo)被輻射物接受到的熱輻射通量為12.5kw/m2)作為消防救援臨界安全距離,確定消防應(yīng)急救援人員的最佳安全距離分別為13.11m、12.54m、149.4m(100m~3儲(chǔ)罐),10.98m、6.19m、70.42m(10m~3儲(chǔ)罐),為站區(qū)安全防火及確定消防救援安全距離提供了數(shù)據(jù)參考,確保液化氣站儲(chǔ)罐區(qū)火災(zāi)救援工作的安全性和高效性。
[Abstract]:The LPG tank once due to human factors, equipment factors, leakage of production management or environmental factors, encountered fire that will fire and explosion accidents, not only caused huge economic losses, but also cause environmental pollution and even endanger the safety of people's life and property. The fire safety spacing of LPG tank were studied. The quantitative risk area, for the prevention of LPG tank accident, it is very important to guarantee the safe production of LPG tank, results can be used as LPG storage and distribution station design reference for.LPG tank fire accident according to the cause of the accident is not the same as jet fire (JF), pool fire, vapor cloud explosion (PF) (UVCE) and boiling liquid expanding vapor explosion (BLEVE), the former three fire accidents in the most typical form, the consequences of the accident were different, this paper selects three kinds of common fire accident before the theoretical analysis focuses on three types of fire. The characteristics and risk areas. The main contents are as follows: firstly, through access to domestic and foreign enterprises of chemical accidents of tank fire literature, summed up the LPG tank danger, storage and leakage reason analysis of three kinds of common fire, jet fire, pool fire, vapor cloud explosion combustion mechanism and combustion characteristic parameters, the establishment of accident the tree and fire mode model, the applicable conditions, study the different relationship model method. The point source model combined with radiation damage criteria analysis of flame heat radiation characteristics, the JF mainly through the heat radiation to the surrounding equipment or personnel injury, the combustion characteristics of the main parameters of thermal radiation flux leakage velocity and quality target is radiation received; the Mudan model combined with the failure risk of regional guidelines for quantitative thermal radiation accident, PF combustion characteristics of the main parameters of liquid pool mass burning rate, The pool diameter D, flame height H, liquid pool heat radiation flux of Q, the target is radiation heat radiation intensity of I; the fireball by using the universal fireball model and TNT equivalent method for LPG tank vapor cloud explosion accident radiation and overpressure damage scope of simulation and evaluation, UVCE produces a destructive effect, as the shock wave overpressure, fireball thermal radiation, fragmentation effect, produce fireball thermal radiation of high temperature combustion and explosion overpressure of the shock wave to destroy the powerful, burning rate of damage effect strength mainly depends on the gas cloud. The relationship model comparison, a liquefied gas station as an example, LPG tank area under the condition of fire case study of dangerous areas, the consequences on liquefied gas station fire accident were simulated respectively evaluation, consequence analysis factors affecting the combustion characteristic parameters of three kinds of fire mode and accidents, determine the domain and security risk prevention area The establishment of fire spacing. Failure probability calculation model of Domino effect equipment, statistical analysis of typical Cozzani Domino of 100 accidents based on the analysis of PF and UVCE for the two most likely to trigger a Domino effect accident form, failure probability of tank using the Domino effect equipment damage probability model to calculate the two kinds of accidents, and according to the tank failure risk can be the degree of risk standards ALARP principle PF and UVCE to evaluate the accident of liquefied gas station. The study shows that the heat radiation of pool fire caused by the failure probability of adjacent tanks is 6 * 10-3, 100m~3 tank of liquefied gas station comprehensive product of pool fire, the adjacent tank is ignited for the probability of 7.2 * 10-8/a-1,10m~3 tank comprehensive product of pool fire, the adjacent tank ignited the probability is 5.6 * 10-12/a-1, belong to the negligible risk; vapor cloud explosion due to overpressure for use Since the probability of adjacent tank failure up to 0.999, about 1, LPG tank area (1) ~ (5) vapor cloud explosion, storage tank, storage tank ignited the adjacent probability is about 1.39 * 10-8/a-1, which belongs to the unacceptable risk, must take effective measures to prevent vapor cloud explosion, as in storage tank wall coating thermal insulation layer, daub preservatives, improve the fire with such measures as far as possible to reduce the risk of failure of storage tanks in the tank group. Combined with the research results of three kinds of dangerous area fire conditions, a liquefied gas station tank area accident prevention and emergency rescue treatment plan put forward specific measures, the injured radius R3 (thermal radiation flux of target radiation material received 12.5kw/m2) as fire rescue critical safe distance, determine the best safety distance of fire emergency rescue personnel were 13.11m, 12.54m, 149.4m (100m~3, 10.98m, 6.19M tank), 70.42m (10m~3 tank), for To provide reference for fire safety and fire rescue station to determine the safe distance, to ensure the safety and efficiency of liquefied gas station storage tank fire rescue work.

【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE88

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本文編號(hào)：1448191