储油罐火灾氮气灭火技术的研究

论文摘要

随着经济的发展,石油行业发展迅猛,储油罐事故也日益增多。储油罐事故后果严重,造成了严重的人员伤亡、财产损失和污染环境。本文运用FDS软件进行储油罐氮气灭火技术的数值模拟研究,分析不同工况下氮气灭火的效果及室外环境对氮气灭火效果的影响。首先通过氮气（IG-100）灭火系统设计规范,进行氮气灭火装置的设置,以及通氮参数的确定,并依据沈阳某加油站的现实模型,建立了储油罐火灾氮气灭火的物理模型。分别进行通氮口不同位置、不同数量分布以及不同通氮口流率三种工况的研究,分析不同通氮口参数条件下的氮气灭火效果。分析表明,通氮口距离油面越近,氮气灭火系统的灭火效果越好；在等效流量前提下进行通氮口均匀分布,其灭火效果较单一通氮口的灭火效果好；通氮口的灭火剂流率越大,氮气的灭火效果越好。进一步分析不同环境参数条件下氮气的灭火效果,分别进行不同环境风速和不同环境温度工况下的氮气灭火效果的比较。结果表明,环境风速越大,氮气灭火的效果就越差；环境温度越高,氮气的灭火效果越差。最后分析了春夏秋冬四种工况条件下,氮气的灭火效果。分析了不同工况下的火源热释放速率和火源根部平均温度。模拟得出,四种季节按设计的工况均能有效灭火。并且通过分析场内温度云图,建议四种季节工况最佳的疏散方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 储油罐火灾事故的严重性
• 1.1.2 IG-100氮气灭火系统
• 1.2 研究的国内外现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 第2章 储油罐的火灾危险特性分析
• 2.1 油罐火灾主要特点分析
• 2.1.1 加油站火灾的危险性
• 2.1.2 油罐火灾的模式
• 2.1.3 油品及油罐火灾特性分析
• 2.2 储油罐火灾的主要原因
• 2.3 储油罐火灾危害
• 2.3.1 储油罐火灾对人体的影响
• 2.3.2 储油罐火灾对设备的破坏
• 第3章 理论基础
• 3.1 储油罐火灾的燃烧模型
• 3.2 油罐火灾的辐射模型
• 3.3 流体动力学的基本方程式
• 3.4 CFD技术和模拟软件的选用
• 3.4.1 CFD技术模拟油罐火灾的有效性
• 3.4.2 FDS模拟软件的选用
• 3.5 储油罐氮气灭火的系统设计
• 3.5.1 储油罐氮气灭火系统基本工况参数的确定
• 3.5.2 储油罐氮气灭火模型的建立
• 3.6 网格的划分
• 3.7 边界条件的设定
• 第4章 储油罐通氮参数对氮气灭火效果影响的研究
• 4.1 储油罐不同通氮口位置灭火效果的研究
• 4.1.1 储油罐不同位置通氮口灭火模型的建立
• 4.1.2 模拟工况的确定
• 4.1.3 储油罐不同通氮口位置的灭火效果
• 4.2 储油罐通氮口的不同氮气通入量的灭火效果研究
• 4.2.1 储油罐不同通氮量氮气灭火模型的建立
• 4.2.2 模拟工况的确定
• 4.2.3 储油罐不同通氮流量的灭火效果
• 4.3 储油罐通氮口不同分布灭火效果的研究
• 4.3.1 储油罐通氮口不同分布灭火模型的建立
• 4.3.2 模拟工况的确定
• 4.3.3 储油罐通氮口不同分布的灭火效果
• 4.4 本章小结
• 第5章 环境参数对氮气灭火效果的影响研究
• 5.1 风速对储油罐氮气灭火效果的影响研究
• 5.1.1 储油罐不同风速条件下氮气灭火模型的建立
• 5.1.2 模拟工况的确定
• 5.1.3 不同风速储油罐的氮气灭火效果
• 5.2 温度对储油罐氮气灭火效果的影响研究
• 5.2.1 储油罐不同温度氮气灭火模型的建立
• 5.2.2 模拟工况的确定
• 5.2.3 不同温度储油罐的氮气灭火效果
• 5.3 本章小结
• 第6章 储油罐不同季节工况下氮气灭火效果的研究
• 6.1 不同季节储油罐氮气灭火模型的建立
• 6.2 模拟工况的确定
• 6.3 储油罐不同季节的灭火效果
• 6.3.1 火源的热释放速率
• 6.3.2 火源根部平均温度
• 6.3.3 加油站站内温度分布
• 6.3.4 氮气灭火效果机理分析
• 6.4 本章小结
• 第7章 总结与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢