甲醇储罐泄漏扩散及事故状态的数值模拟.pdf

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1、石油化工安全环保技术☆PETROCHEMICALSAFETYANDENVIRONMENTALPROTECTIONTECHNOLOGY2011年第27卷第4期事故分析与预防甲醇储罐泄漏扩散及事故状态的数值模拟张宪法(重庆川维物流有限公司，重庆长寿401254)摘要：主要介绍甲醇储罐泄漏扩散类型、高斯扩散模型、伤害模型，通过对甲醇储罐泄漏的事故后果进行数值模拟，确定甲醇储罐泄漏中毒时伤害区域、泄漏扩散到伤害区域所需的时间，以及在具有轻微中毒危害时，甲醇蒸汽所能扩散的最远距离。根据模拟得到的结果，提出甲醇储罐泄漏应急预案的改进和生产设施的配备。关键词：甲醇泄漏扩散类型高斯扩散模型伤害模型甲醇

2、是具有易燃、易爆、毒害物性的危险化学品，在生产、运输、装卸和储存等过程中均易造成人身中毒、易燃易爆等危害，具有高度危险性，是需要特别加以防护的危险化学品。甲醇储罐泄漏后，在外部风和内部浓度梯度的作用下会沿地表面扩散，在事故现场形成燃烧爆炸或毒害源泄漏从重力作用夫气危险区，变化或扩大的危险区增加了现场抢险救湍流作用转变阶段援工作的难度，判断泄漏气体扩散的危险区范围图l重气扩散过程关系到现场警戒、人员疏散、火源控制区域的确重力沉降阶段和空气卷吸阶段：当气云初始定。对甲醇储罐泄漏产生的甲醇气体的扩散行为动量消失后，重力占主导地位。由于云团与周围进行讨论，并对甲醇蒸气扩散事故状态进行模空气间的

3、密度差，导致重气塌陷，沿地表面拓拟，确定中毒、火灾爆炸伤害程度，用于指导甲展，引起云团厚度的降低和径向尺寸的增大，而醇事故应急和安全生产。在大气湍流的作用下外界空气进入云团，即空气1泄漏扩散类型卷吸，云团被稀释，同时由于初始泄漏云团与周围环境的温度差异而进行热量交换。由于甲醇发生泄漏后，在空气中形成蒸气云非重气扩散转变：随着云团的稀释冲淡，重团并运移扩散，而有毒有害物质的泄漏扩散会对气效应逐渐消失，重气扩散转变为非重气扩散。人、畜造成中毒伤害，对环境造成污染。泄漏有大气湍流扩散阶段(被动扩散)，即大气湍流两种方式，即连续性泄漏和瞬时性泄漏。所谓连对云团的扩散起支配作用。续性泄漏是指泄漏

4、源是连续源或泄放时间大于或目前，关于物质泄漏扩散模型有许多(表1)，等于扩散时间；而瞬时性泄漏是指泄放时间相对其中包括高斯箱模型、BM模型、Sutton模型等。于扩散时间比较短的泄漏。而泄漏物质扩散有重BM模型即唯象模型，是由一系列重气体连续泄气扩散和中性气体扩散两种模式，由于甲醇蒸气相对于空气的密度为1．11，属于重气扩散类型。重气扩散过程经历四个阶段(见图1)：收稿日期：2010—09—19。初始阶段：物质从容器泄漏出，形成气云后作者简介：张宪法，男，1996年毕业于抚顺石油学在本身的惯性力和外界风速的作用下，上升院储运工程专业，主要从事危化品物流生产管理工变形作，工程师。电话：0

5、23689740932011年第27卷第4期谢张宪法．甲醇储罐泄溺事故状查塑笪垫查放和瞬时泄放的实验数据绘制成的计算图表组成，能够很好地用于重气瞬时或连续释放的地面[【一2：一轰22：一麦2]J(1)面源或体源，属于经验模型，外延性较差。Sutton令=0，得到地面浓度模型是用湍流扩散统计理论来处理湍流扩散问C(，Y，0，t)=_二———————一exp题，但在模拟可燃气体泄放扩散时误差较大。高√l21T丁(t)(t)or(t)斯模型可模拟连续性泄漏和瞬时泄漏两种泄漏方式，由于提出的时间比较早，因而较为成熟。模[【一2一麦22]J(2)型简单，具有概念清晰、易于理解，运算量小，令Y=0

6、，得到地面轴线浓度计算结果能较好吻合等特点，特别适合于危险评C(，0，0，t)=_=_—————————一exp价，致使该模型得到了广泛的应用。盯(t)(t)(t)表1各模型特性比较『一1(3)z50"模型名称适用对象适用范围难易计算量计算程度精度式中：高斯模烟型羽中性气体大规模、长时间较易少较差or(t)，(t)，t3r(t)——扩散系数，m；R(t)——云团半径，m；高斯烟团中性气体大规模模型、短时间较易少较差()——云团高度，H1；BM模型中性或重大规模——泄漏源的下风向距离，m；气体、长时间较易少一般M——10m高的风速，m／s；Sutton模型中性气体大规模、长时间较易少较差

7、Q——泄漏物质的体积，m。2．2泄漏扩散的影响因素2高斯扩散模型泄漏气体在大气中的扩散主要受气象条件、2．1高斯模型地表情况、泄漏源位置、泄漏气体的密度等因对于突发性泄漏事故的蒸发，泄漏源往往是素的影响。风向、风速、大气稳定度、气温、短时间的突然释放或一个较长时间分段释放大量湿度等因素对泄漏气体的扩散具有不同的重要有毒有害气体，此时地面浓度的计算应采用烟团影响。模式。烟团模式假定泄漏物排放连续独立的烟风向决定泄漏气云扩散的主要方向，大部分团，这