LPG罐车泄漏爆炸事故验证及影响因素数值模拟
2021-03-19孙宝平张海英吕淑然陈文瑛
孙宝平, 张海英, 吕淑然, 陈文瑛
(1.首都经济贸易大学 管理工程学院,北京100070;2. 中国核电工程有限公司,北京100822)
液化石油气(liquid petroleum gas,LPG)用途十分广泛,属于甲A类火灾危险品,闪点非常低,容易燃烧[1]. 由于LPG在常温常压下储存时为液相,流动时由于摩擦非常容易产生静电,极易发生火灾或者爆炸事故. 国内危险化学品的主要运输方式是公路交通运输,在运输或者向储罐转移原料的过程中,操作不当易造成槽罐车内LPG泄漏,进而由于摩擦静电或遇见火源引发火灾爆炸,不仅对附近的设备设施造成破坏,还会对环境造成污染,因此,开展槽罐车内LPG泄漏后果研究对提高LPG运输、储存安全性具有重要的理论和实践意义[2].
1 理论模型
LPG泄漏的主要后果有喷射火、池火、沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)、闪火和蒸气云爆炸,其中池火、沸腾液体扩展蒸气爆炸及蒸气云爆炸对周围环境影响范围最大,破坏作用最严重. 本文采用PHAST程序(process hazard analysis software tool)进行LPG泄漏扩散的后果计算,PHAST程序是对事故后果进行计算的专业风险评估软件,由挪威船级社研发,它并不能计算泄漏、扩散、燃烧、爆炸过程中的流场,而是对后果进行定量计算.
本文以LPG泄漏扩散为研究背景,采用PHAST程序内置的UDM模型计算泄漏以及扩散[3-4]. UDM模型是一种复合模型,计算出的结果直观,准确性高. UDM连续释放的浓度方程为
c(x,y,ζ)=c0(x)Fv(ζ)Fh(y)
(1)
(2)
(3)
式中:c为浓度;co为中心线浓度Fv(ζ)为浓度垂直方向的分布;Fh(x)为浓度水平方向的分布;m为浓度水平分布指数;n为浓度垂直分布指数;Ry为横风浓度轮廓定值;……
