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基于维度事故载荷的控制室抗爆强度设计

2021-06-26王海清孙浩张之秀

化工进展 2021年6期

王海清,孙浩,张之秀

(1中国石油大学(华东)机电工程学院安全科学与工程系,山东青岛266580;2中国石化海南炼油化工有限公司商储海南分公司HSE部,海南洋浦578101)

化工厂含有大量可燃物质,设备排列紧密、管道复杂导致阻塞率增加,一旦发生爆炸事故,极易造成严重的人员伤亡、财产损失和环境破坏。为减小事故后果,有效地分析控制室的抗爆强度格外重要。

NORSOK Z-013[1]给出了爆炸定量风险分析的框架,但并未给出具体分析方法和案例。常见的爆炸评估方法和软件,如荷兰TNO实验室提出的多能法、TNT法、Baker-Strehlow法和PHAST软件等[2-3],其中运用较多的是多能法,它综合考虑了湍流加速和气体活性等因素。然而它们属于二维模型,很难考虑到化工厂区复杂的设备和管路系统对爆炸超压的影响。近年来计算流体力学(CFD)软件迅速发展,如AutoREAGas、Fluent和Flacs等,由于CFD模型能很好地表示出真实的物理环境,其越来越成为爆炸风险分析的主流[4-5]。Hansen等[6]利用Flacs软件评估设备、管道、抗爆墙和关键建筑物的爆炸超压,并将其转换为实际受力,为设备的设计强度提供指导。Paik等[7]利用Flacs评估海上设施碳氢化合物发生泄漏后所造成的火灾和爆炸风险,为安全屏障的设计提供指导。然而研究多是从事故后果出发,选择最差工况或几种场景研究设备或建筑物受事故的影响,未充分考虑到事故发生概率对建筑物风险的影响。

爆炸超压受气云体积、气云位置、点火位置等因素的影响,而气云体积和位置又受气象条件、泄漏位置、泄漏速率的影响,这些因素排列组合导致爆炸事故场景数量巨大。……

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