一种LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法与流程

文档序号:12125143阅读:851来源:国知局

本发明涉及燃气管道技术领域,尤其涉及的是一种LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法。



背景技术:

危险化学品发生重大事故的类型既与其理化特性有关,又与其生产、存储和使用的方式有关。盐田LNG场站生产工艺装置虽然相对简单,但是LNG涉及易燃、易爆、低温等危险特性,可能发生的重大事故类型也较多。

一种情形是储罐内胆失效破裂,低温(‐160多度)气体/液体泄漏到真空夹套中,由于外壳材料的最低允许使用温度为‐20℃,所以认为当泄漏量大的时候,外壳金属失效,导致物料泄漏到空气中,一般认为,顶部泄漏的为气体,中部、底部为液体泄漏,由于LNG沸点远小于环境温度,泄漏后会因自身的热量、地面传热、太阳辐射、气流运动等迅速蒸发,在液池上面形成蒸气云,与周围空气混合成爆炸性混合物随风向扩散。当泄漏的物质在泄漏的瞬间被点燃,则产生喷射火,当泄漏的物质与空气充分混合,达到爆炸极限遇点火源,则产生蒸气“云爆炸”(VCE)或者闪火。

另外一种情形,若罐体整体垮塌,在围堰内形成液池,并被点燃,则产生池火,同样,充分混合后的气体可能产生“云爆炸”(VCE)。

此外,LNG储罐还可能因为产生的喷射火、闪火或被另外一个事故LNG储罐火灾烘烤,发生突然破裂,液体急剧气化,被火焰点燃后产生蒸气爆炸(BLEVE),也称“火球”。

目前,无法对LNG储罐泄露进行准确的定量模拟分析,也就无法进一步指导采取控制措施。

因此,现有技术还有待于改进和发展。



技术实现要素:

鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,旨在解决现有技术中无法对LNG储罐泄露进行准确的定量模拟分析的缺陷。

本发明的技术方案如下:

一种LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,其中,所述方法包括以下步骤:

A、根据预先设置的装置-重大事故类型对应表、当前所使用装置、当前所使用装置对应的失效场景及严重程度,获取重大事故类型的影响半径;

B、将影响半径对应的影响半径图,与装置所在场站内的布局图及卫星地图进行合成,得到能受影响的区域,并获取泄露浓度扩散信息、泄漏火灾热辐射信息及泄漏爆炸超压强度信息。

所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,其中,所述失效场景包括罐体上部破裂、罐体中部破裂、罐体下部破裂、单罐全部破裂及双罐全部破裂。

所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,其中,所述严重程度包括4个等级,分别记为小孔、中孔、大孔、及灾难性带压破裂;其中小孔对应孔径小于等于5mm,中孔对应孔径为5-25mm,大孔对应孔径为25-100mm,灾难性带压破裂对应孔径大于100mm。

所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,其中,所述泄露浓度扩散信息包括爆炸上限、爆炸下限及爆炸下限的一半。

所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,其中,所述泄漏火灾热辐射信息包括5个等级,分别记为第一热辐射等级、第二热辐射等级、第三热辐射等级、第四热辐射等级及第五热辐射等级;其中,第一热辐射等级的热辐射量为0-1.58KW/m2,第二热辐射等级的热辐射量为1.58-4KW/m-2,第三热辐射等级的热辐射量为4-12.5KW/m2,第四热辐射等级的热辐射量为12.5-25KW/m2,第五热辐射等级的热辐射量为25-37.5KW/m2

所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,其中,所述泄漏爆炸超压强度信息包括4个等级,分别记为第一冲击波超压等级、第二冲击波超压等级、第三冲击波超压等级及第四冲击波超压等级;其中第一冲击波超压等级对应的冲击波超压为0-2kPa,第二冲击波超压等级对应的冲击波超压为2-14kPa,第三冲击波超压等级对应的冲击波超压为14-21kPa,第四冲击波超压等级对应的冲击波超压等于21kPa。

本发明所提供的LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,方法包括:根据预先设置的装置-重大事故类型对应表、当前所使用装置、当前所使用装置对应的失效场景及严重程度,获取重大事故类型的影响半径;将影响半径对应的影响半径图,与装置所在场站内的布局图及卫星地图进行合成,得到能受影响的区域,并获取泄露浓度扩散信息、泄漏火灾热辐射信息及泄漏爆炸超压强度信息。本发明中准确确定受影响的区域,也就可根据受影响的区域准确指导采取相应的控制措施。

附图说明

图1为本发明所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法较佳实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

如图1所示,为本发明所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法较佳实施例的流程图,所述方法包括以下步骤:

步骤S100、根据预先设置的装置-重大事故类型对应表、当前所使用装置、当前所使用装置对应的失效场景及严重程度,获取重大事故类型的影响半径;

步骤S200、将影响半径对应的影响半径图,与装置所在场站内的布局图及卫星地图进行合成,得到能受影响的区域,并获取泄露浓度扩散信息、泄漏火灾热辐射信息及泄漏爆炸超压强度信息。

本发明的实施例中,预先设置的装置-重大事故类型对应表如表1。

表1

对于单个LNG储罐发生泄漏,是否引发另外一个LNG储罐发生泄漏的问题,其可能性很低,具体是否会发生取决于LNG储罐罐体结构。根据LNG场站提供的资料显示,LNG储罐内容器材料为0Cr18Ni9,属于奥氏体不锈钢,具有良好的低温强度和机械性能;LNG储罐外壳制造材料为16MnR,属于低温碳钢类。根据国家标准GB150《钢制压力容器》第4.1.7条规定“钢材的使用温度下限,除奥氏体不锈钢及本章有关条文另行规定者外,均为高于‐20℃,钢材的使用温度低于或等于‐20℃时,应按照附录C的规定做夏比低温冲击试验”。因此,LNG储罐外壳制造材料16MnR的最低使用温度为‐20℃,远远高于LNG温度‐162℃,在一个LNG储罐发生泄漏时,受影响的另外一个LNG储罐外壳将有可能低于设计温度而损坏。但本次定量核算评估认为,该LNG储罐外壳被低温LNG气体损坏后,该LNG储罐的内容器仍然不会被损坏(因为内容器设计温度为‐196℃)。但是,单个LNG储罐发生泄漏,是否引发另外一个LNG储罐泄漏还取决于LNG储罐群座的制造材料。如果两个LNG储罐群座材料均为0Cr18Ni9,那么一个LNG储罐泄漏,是不会损坏另外一个LNG储罐的;如果两个LNG储罐群座材料均为16MnR,那么一个LNG储罐泄漏,另外一个LNG储罐将可能因为群座损坏而坍塌,同时发生泄漏事故。

进一步的,在所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法中,所述失效场景包括罐体上部破裂、罐体中部破裂、罐体下部破裂、单罐全部破裂及双罐全部破裂。

进一步的,在所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法中,所述严重程度包括4个等级,分别记为小孔、中孔、大孔、及灾难性带压破裂;其中小孔对应孔径小于等于5mm,中孔对应孔径为5-25mm,大孔对应孔径为25-100mm,灾难性带压破裂对应孔径大于100mm。

所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,其中,所述泄露浓度扩散信息包括爆炸上限、爆炸下限及爆炸下限的一半。在定量风险分析中涉及到可燃气体扩散影响范围,一般选取可燃气体爆炸下限的一半(50%LEL)、爆炸下限(LEL)和爆炸上限(UEL)等三个参数作为评估指标,由于UEL值和LEL值均可以引起火灾爆炸,因此,泄漏工况的安全半径,选取50%LEL作为计算基础。对于更低浓度的可燃气体,不会造成火灾爆炸等事故后果,因此不予考虑。

进一步的,在所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法中,所述泄漏火灾热辐射信息包括5个等级,分别记为第一热辐射等级、第二热辐射等级、第三热辐射等级、第四热辐射等级及第五热辐射等级;其中,第一热辐射等级的热辐射量为0-1.58KW/m2,第二热辐射等级的热辐射量为1.58-4KW/m2,第三热辐射等级的热辐射量为4-12.5KW/m2,第四热辐射等级的热辐射量为12.5-25KW/m2,第五热辐射等级的热辐射量为25-37.5KW/m2。热辐射对人体的伤害,主要是通过不同热辐射通量对人体所受的不同伤害程度来表示,伤害半径有一度烧伤(轻伤)半径、二度烧伤(重伤)半径、死亡半径等三种。

进一步的,在所述LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法中,所述泄漏爆炸超压强度信息包括4个等级,分别记为第一冲击波超压等级、第二冲击波超压等级、第三冲击波超压等级及第四冲击波超压等级;其中第一冲击波超压等级对应的冲击波超压为0-2kPa,第二冲击波超压等级对应的冲击波超压为2-14kPa,第三冲击波超压等级对应的冲击波超压为14-21kPa,第四冲击波超压等级对应的冲击波超压等于21kPa。常见的准则有:超压准则、冲量准则、压力―冲量准则等。本发明中主要采用超压模型,计算冲击波对人及对建筑造成的影响。

综上所述,本发明所提供的LNG储罐泄露的定量模拟分析实现方法,方法包括:根据预先设置的装置-重大事故类型对应表、当前所使用装置、当前所使用装置对应的失效场景及严重程度,获取重大事故类型的影响半径;将影响半径对应的影响半径图,与装置所在场站内的布局图及卫星地图进行合成,得到能受影响的区域,并获取泄露浓度扩散信息、泄漏火灾热辐射信息及泄漏爆炸超压强度信息。本发明中准确确定受影响的区域,也就可根据受影响的区域准确指导采取相应的控制措施。

应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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