液位与压力控制系统干预下储罐小孔泄漏模型研究

摘要

伴随着能源消耗的增大，石油化工行业随之突飞猛进的发展，但由于设备老化以及误操作等原因导致的泄漏事故仍然时有发生。石油化工行业中绝大多数都是易燃易爆、有毒有害物质，一旦发生泄漏，极易引发中毒、火灾、爆炸等事故，特别是储罐小孔泄漏，发生概率较高且不易发现，容易造成较为严重的事故后果，而准确估算泄漏速率又是泄漏后果评估的前提和基础。因此，开展储罐小孔泄漏规律研究就显得格外重要。 目前较为成熟储罐小孔泄漏模型主要包括常压储罐小孔泄漏模型、压力储罐小孔泄漏速率模型和储罐泄漏速率动态模型，这类模型的推导过程均未结合过程工艺实际，本身均存在一定的缺陷，在适用性方面均无法应用于过程工艺中储罐泄漏速率的计算，适用范围相当有限。 本文在压力储罐小孔泄漏速率模型基础上引入理想气体状态方程，推导出液位控制系统干预下储罐小孔泄漏模型和压力控制系统干预下储罐小孔泄漏模型；依托液相储罐泄漏实验系统，研究液位控制系统、压力控制系统以及不同紧急关断方式对储罐泄漏规律的影响；结合实验数据，拓展储罐泄漏经典公式适用范围，验证液位控制系统干预下储罐小孔泄漏模型和压力控制系统干预下储罐小孔泄漏模型准确性，分析泄漏速率实验值与理论值误差，并根据泄漏系数与储罐内压力关系，提出泄漏系数动态修正方法，修正理论模型，降低泄漏速率理论值误差，提高泄漏模型准确性。 最后，对无控制情况下储罐小孔泄漏后果和液位或压力控制系统干预下储罐小孔泄漏后果进行计算，分别对比泄漏后毒性后果、闪火后果以及爆炸后果，研究液位或压力控制系统响应对储罐泄漏后果的影响。

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