一种大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置及模拟方法与流程

本发明属于储罐火灾模拟的技术领域，具体涉及一种大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置及模拟方法。

背景技术：

消防工作是国民经济和社会发展的重要组成部分，是发展社会主义市场经济不可缺少的保障条件，消防工作直接关系人民生命财产的安全和社会的稳定。

近年来，我国石油和化学工业总量规模迅速扩张，石油化学工业已是国民经济发展的基础工业和支柱产业之一，但石油化学工业危险性极大，其原料、中间产品、产品大多数是易燃、易爆、有毒有害的化学品，其生产工艺过程复杂，存在高温、高压、深冷等不安全因素，极易发生事故。近年来，国内发生多起石化企业重特大火灾爆炸事故，这些事故都造成了特别重大的人员伤亡、财产损失和环境污染，产生了极大社会影响乃至国际影响。

在这些事故中，大都暴露出现场应急处置不力、人员培训不足、消防力量不足等问题。此外，现场应急救援人员对原油储罐扬沸火灾的特点不了解，对事故的影响区域估计不足，也造成了救援过程中的重大人员财产损失。

总结大型原油储罐的火灾救援作业不同情况发现，储罐火灾救援技术领域存在如下缺陷：

(1)储罐火灾往往由于原油或其他可燃液体从储罐顶部沿罐壁流淌至地面，造成储罐罐壁出现大面积流淌火，而流淌火的活动规律及燃烧规模很难准确评价；

(2)常规的火灾场景模拟工艺，往往采用柴油等重烃作为燃料，燃烧时对环境造成严重污染。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置及模拟方法。本发明基于提高消防和应急救援实训、演练、技术竞赛水平的背景，提出罐壁流淌火模拟装置和模拟试验方法，采用环保型燃料模拟燃烧火焰，对研究罐壁流淌火场景以及提高救援效率与安全性，具有重要的意义。

本发明的技术方案是：

一种大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置，包括安装在储罐罐壁上的钢制淌火槽、安装在储罐罐壁上顶部的液体分布系统、安装在淌火槽顶部的点火系统。

所述的淌火槽通过支撑座固定在储罐罐壁上，所述的淌火槽包括多个平行于储罐罐壁的底板，垂直于底板的侧板一和侧板二，所述的多个底板从上至下依次连接，所述的侧板一和侧板二靠近罐壁的一侧同时与每个底板的两边缘固定连接，所述的底板的长度从上至下依次递增形成梯形状。

所述的支撑座有若干个，呈两列纵向对称分布在底板两侧，同侧的支撑座分布在同一直线上，所述的侧板一与其同侧的支撑座固定连接，侧板二与其同侧的支撑座固定连接。

所述的每个底板的下方分别固定设置有垂直于底板的挡板；所述的挡板的长度等于所对应的两个水平方向上对称设置的支撑座之间的间距，所述的挡板上开有若干圆孔，所述的挡板水平面外侧边缘固定有长方形阻液板，阻液板的水平面与挡板垂直，阻液板的长度与挡板的长度相同，阻液板的高度为10mm～100mm。

所述的每个挡板下方分别设置有多个直角三角形片状的导流片，导流片的直角边分别与挡板和底板固定连接，所述的的导流片位于圆孔周边，每个挡板下方设置有10～100个导流片，相邻的导流片形成流液通道。

所述的侧板一、侧板二、最上方的底板、最上方底板下方的挡板及位于该挡板下方的多个导流片组成一级淌火槽，所述的侧板一、侧板二、相对应的底板、该底板下方的挡板及位于该挡板下方的多个导流片组成多级淌火槽，淌火槽从上至下连续设置。

液体分布系统包括自来水输送管道和液态丙烷输送管道，自来水输送管道上设置有自来水调节阀，自来水输送管道出口固定在侧板二上方外侧，自来水输送管道出口与侧板二横向距离为100mm～1000mm，所述的液态丙烷输送管道上设置有液态丙烷调节阀，液态丙烷输送管道出口，固定在侧板二上方外侧，液态丙烷输送管道出口与侧板二的横向距离100mm～1000mm，所述液态丙烷输送管道出口与自来水管道出口之间的间距为10mm～500mm。

具体的，所述的侧板一呈方形，侧板二呈方形，所述的侧板一沿垂直罐壁表面方向的宽度为200mm～600mm，侧板二沿垂直罐壁表面方向的宽度为200mm～600mm，侧板一和侧板二的宽度相同。

具体的，所述的挡板宽度为200mm～600mm。

具体的，所述的圆孔的直径为5mm～50mm，相邻圆孔之间的间距为50mm～300mm。

具体的，所述上下两个支撑座之间纵向间距为500mm～1500mm，左右两个支撑座之间横向间距为100mm～3000mm，所述的每个底板的长度等于位于其两侧的两个对称支撑座之间的横向间距。

具体的，相邻导流片之间的间距为50mm～300mm。

具体的，所述的点火系统包括自动点火头，自动点火头安装固定在侧板一上端部，自动点火头与淌火槽最上部底板的垂直距离为50mm～100mm。

具体的，所述的侧板一和侧板二与底板通过焊接连接，所述的侧板一、侧板二与其同侧的支撑座通过焊接连接，所述的导流片的直角边分别与挡板和底板通过焊接固定连接。

使用如上所述的大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置进行火灾模拟方法，包括如下步骤：

(一)自来水由储罐上方安装的自来水输送管道输送，通过自来水输送管道出口流出到一级淌火槽内，沿着固定在罐壁上、平行于罐壁的一级淌火槽的底板表面向下自然流动；

(二)自来水通过一级淌火槽的挡板上的圆孔沿导流片形成的流液通道向下流动到二级淌火槽，自来水在二级淌火槽底板上均匀分布流动；

(三)在二级淌火槽底板均匀分布流动的自来水自然流动至三级淌火槽的挡板上，自来水通过三级淌火槽挡板上的圆孔沿导流片形成的流液通道向下流动，依次流经四级淌火槽、五级淌火槽至最底部的淌火槽，并在各级淌火槽底板上均匀分布；

(四)液态丙烷由储罐上安装的液态丙烷输送管道输送，通过液态丙烷输送管道出口流出到一级淌火槽内，之后沿着固定在罐壁上、平行于罐壁的一级淌火槽的底板表面向下自然流动，分布在各级淌火槽的挡板和底板表面，流动路径与自来水相同；

(五)液态丙烷在流动过程中受淌火槽表面自来水和外界环境的加热，由液相转化为气相；

(六)开启安装在梯形淌火槽顶部的自动点火头，点燃以及淌火槽内的丙烷气体并引燃整个淌火槽表面，模拟形成储罐罐壁流淌的明火火灾。

本发明提供的模拟装置和模拟试验方法可用于提高消防和应急救援实训、演练、技术竞赛水平等，采用环保型燃料模拟燃烧火焰，对研究罐壁流淌火场景以及提高救援效率与安全性，具有重要的意义。

附图说明

图1是本发明提供的大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置结构示意图；

图2是本发明提供的大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置放入侧面结构示意图；

图3是大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置剖面结构示意图；

图4是挡板平面结构示意图。

1侧板一、2底板、3挡板、4自来水管道出口、5液态丙烷管道出口、6支撑座、7自动点火头、8侧板二、9阻液板、10导流片、11圆孔。

具体实施方式

如图1所示一种大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置的结构示意图，图2是其侧面结构示意图，包括安装在储罐罐壁上的钢制淌火槽、安装在储罐罐壁上顶部的液体分布系统、安装在淌火槽顶部的点火系统。

所述的淌火槽通过支撑座6固定在储罐罐壁上，所述的淌火槽包括多个平行于储罐罐壁的底板2，垂直于底板2的侧板一1和侧板二8，所述的多个底板2从上至下依次连接，所述的侧板一1和侧板二8靠近罐壁的一侧同时与每个底板2的两边缘固定连接，所述上下两个支撑座6之间纵向间距为500mm～1500mm，左右两个支撑座6之间横向间距为100mm～3000mm，支撑座6本身的长度为200mm～1000mm，所述的每个底板2的长度等于位于其两侧的两个对称支撑座6之间的横向间距，所述的底板2的长度从上至下依次递增形成梯形状，所述的侧板一1呈方形，侧板二8呈方形，所述的侧板一1沿垂直罐壁表面方向的宽度为200mm～600mm，侧板二8沿垂直罐壁表面方向的宽度为200mm～600mm，侧板一1和侧板二8的宽度相同。

所述的支撑座6有若干个，呈两列纵向对称分布在底板2两侧，同侧的支撑座6分布在同一直线上，所述的侧板一1与其同侧的支撑座6固定连接，侧板二8与其同侧的支撑座6固定连接。

所述的每个底板2的下方分别固定设置有垂直于底板2的挡板3；所述的挡板3的长度等于所对应的两个水平方向上对称设置的支撑座6之间的间距，从上到下逐渐增大，所述的挡板3上开有若干圆孔11，所述的圆孔11的直径为5mm～50mm，相邻圆孔11之间的间距为50mm～300mm，所述的挡板3水平面外侧边缘固定有长方形阻液板9，阻液板9的水平面与挡板3垂直，阻液板9的长度与挡板3的长度相同，所述的挡板3宽度为200mm～600mm，阻液板9的高度为10mm～100mm。

所述的每个挡板3下方分别设置有多个直角三角形片状的导流片10，导流片10的直角边分别与挡板3和底板2固定连接，所述的的导流片10位于圆孔11周边，每个挡板3下方设置有10～100个导流片10，相邻的导流片10形成流液通道，相邻导流片10之间的间距为50mm～300mm。

所述的侧板一1、侧板二8、最上方的底板2、最上方底板2下方的挡板3及位于该挡板3下方的多个导流片10组成一级淌火槽，所述的侧板一1、侧板二8、相对应的底板2、该底板2下方的挡板3及位于该挡板3下方的多个导流片10组成多级淌火槽，淌火槽从上至下连续设置。

液体分布系统包括自来水输送管道和液态丙烷输送管道，自来水输送管道上设置有自来水调节阀，自来水输送管道出口4固定在侧板二8上方外侧，自来水输送管道出口4与侧板二8横向距离为100mm～1000mm，所述的液态丙烷输送管道上设置有液态丙烷调节阀，液态丙烷输送管道出口5，固定在侧板二8上方外侧，液态丙烷输送管道出口5与侧板二8的横向距离100mm～1000mm，所述液态丙烷输送管道出口5与自来水管道出口4之间的间距为10mm～500mm，保证开启调节阀后，液态丙烷能够喷射到最上部挡板3表面，所述的点火系统包括自动点火头7，自动点火头7安装固定在侧板一1上端部，自动点火头7与淌火槽最上部底板的垂直距离为50mm～100mm。

所述的侧板一1和侧板二8与底板2通过焊接连接，所述的侧板一1、侧板二8与其同侧的支撑座6通过焊接连接，所述的导流片10的直角边分别与挡板3和底板2通过焊接固定连接。

使用如上所述的大型储罐罐壁流淌火火灾模拟装置进行火灾模拟方法，包括如下步骤：

(一)自来水由储罐上方安装的自来水输送管道输送，通过自来水输送管道出口(4)流出到一级淌火槽内，沿着固定在罐壁上、平行于罐壁的一级淌火槽的底板2表面向下自然流动；

(二)自来水通过一级淌火槽的挡板3上的圆孔11沿导流片10形成的流液通道向下流动到二级淌火槽，自来水在二级淌火槽底板2上均匀分布流动；

(三)在二级淌火槽底板2均匀分布流动的自来水自然流动至三级淌火槽的挡板3上，自来水通过三级淌火槽挡板3上的圆孔11沿导流片10形成的流液通道向下流动，依次流经四级淌火槽、五级淌火槽至最底部的淌火槽，并在各级淌火槽底板2上均匀分布；

(四)液态丙烷由储罐上安装的液态丙烷输送管道输送，通过液态丙烷输送管道出口(5)流出到一级淌火槽内，之后沿着固定在罐壁上、平行于罐壁的一级淌火槽的底板2表面向下自然流动，分布在各级淌火槽的挡板3和底板2表面，流动路径与自来水相同；

(五)液态丙烷在流动过程中受淌火槽表面自来水和外界环境的加热，由液相转化为气相；

(六)开启安装在梯形淌火槽顶部的自动点火头7，点燃以及淌火槽内的丙烷气体并引燃整个淌火槽表面，模拟形成储罐罐壁流淌的明火火灾。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。