罐区重特大事故情景构建

摘要

近年来，化工安全事故频发，尤其是罐区突发性泄漏事故所引发的火灾、爆炸等二次事故。罐区是化工生产企业的重要组成部分，由于存储着大量的化学危险品，易发生突发性泄漏事故。突发性泄漏事故影响范围较广、危害性极大，若事故不能及时控制，将造成严重的人员伤亡、环境污染以及财产损失。因此开发罐区泄漏事故后果仿真软件对操作人员和工艺人员进行安全培训刻不容缓。
　　本文主要是针对罐区泄漏的灾害仿真模拟，以罐区为研究对象，对罐区所在的区域进行网格划分，建立灾害多模型系统。灾害模型包括泄漏源模型、气体扩散模型、液体扩散模型、池火灾模型、传热模型以及气液平衡模型。本文总结了常用的三种模型求解方法，并给出灾害模型的求解方法。在北京化工大学自主研制的DSO平台下，利用Microsoft Visual Studio完成相关模块的编制，结合最先进的虚拟现实基础，进行结果的可视化呈现。
　　论文最后一部分，利用开发的灾害模型系统，以某石化公司的项目为背景，对汽油罐区泄漏的事故后果进行模拟，分别模拟了未发生火灾前液池半径随泄漏时长的变化、泄漏速率和风速对气相扩散的影响以及发生火灾后燃烧时长和风速对气相温度以及气相浓度分布的影响。还模拟了泄漏15min的有限泄漏时长后，气相浓度在空间的分布及扩散多长时间后可达到安全浓度。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 选题的背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 化学品泄漏的研究现状

1．2．2 动态仿真软件的研究现状

1．2．3 泄漏扩散动态模拟的研究现状

1．2．4 虚拟现实技术

1．3 主要研究内容

第二章 罐区泄漏灾害过程分析

2．1 罐区泄漏灾害模型建立

2．1．1 网格划分

2．1．2 罐区泄漏扩散灾害过程

2．2 罐区泄漏灾害多模型系统

第三章 灾害模型的建立及求解

3．1 泄漏源模型

3．1．1 储罐中液体经小孔泄漏的源模式

3．1．2 储罐中气体经小孔泄漏的源模式

3．2 泄漏扩散模型

3．2．1 液体扩散模型

3．2．3 气体扩散模型

3．3 气液平衡模型

3．4 池火灾模型

3．4．1 传统的池火灾模型

3．4．2 池火灾模型

3．5 传热模型

3．6 模型参数确定及修正

3．6．1 气相扩散中湍流扩散系数

3．6．2 燃烧时热量在液层的传热

3．6．3 对流传热系数

3．7 模型求解

3．7．1 模型求解方法

3．7．2 灾害模型求解

3．8 小结

第四章 罐区泄漏事故后果模拟系统的设计与实现

4．1 系统需求分析

4．2 开发工具选择

4．3 系统设计

4．3．1 软件的控制逻辑

4．3．2 场景规划

4．3．3 系统启动流程

4．4 系统界面

5．1 汽油的理化性质

5．2 汽油罐区的基本情况

5．3 连续泄漏仿真结果分析

5．3．1 未发生火灾前液体泄漏结果分析

5．3．2 发生火灾后液体泄漏结果分析

5．4 有限时长泄漏仿真结果分析

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者和导师简介