LNG储罐泄漏扩散火灾后果分析.pdfVIP

2010 年 第 2 期 化学工程与装备 2010 年 2 月 Chemical Engineering Equipment 185 LNG 储罐泄漏扩散火灾后果分析 1 2 2 张海红 ，王凤琴 ，毕明树 （1．中海石油研究中心，北京 100027 ； 2 ．大连理工大学，辽宁 大连 116024 ） 摘 要：对液化天然气在储存和运输过程中发生泄漏并引发火灾、爆炸等重大事故过程进行了分析， 针对发生泄漏的具体情况，以高斯模型和 ILO 模型为基础，开发了可视化 LNG 泄漏后果分析软件， 可以获得火灾危害的定量数据、泄漏后浓度扩散范围和热辐射通量图。软件数据库中含有石油化工常 用物质的各种物性参数；界面友好，过程简单易操作；评价结果客观、真实、可靠。 关键词：LNG ；蒸气爆炸；火灾；后果评价 前言 可靠。 LNG 作为一种清洁、经济的能源在世界能源体 1 LNG 泄漏事故危险性分析 系中正取得日益重要的地位[1] 。随着全球天然气消 LNG 的主要特性参数见表 1 。LNG 一旦发生 耗量的增加，发生 LNG 重大着火、爆炸事故的频 泄漏，会在低洼地方形成液池，然后会发生闪蒸气 率也随之增加。对 LNG 泄漏扩散后果研究对减少 化，瞬时产生大量蒸气[5,6]，单位体积的 LNG 气化 火灾爆炸事故的发生具有重要的意义。 后，体积将扩大 625 倍。蒸气云内的物质难以在短 关于 LNG 泄漏后扩散所形成的危害范围，已 时间内自发均匀分布，其分布特性由泄漏量、泄漏 提出了多种模型[2,3]，其中高斯模型的计算结果与实 速度及泄漏地点等因素确定。当其体积比在爆炸极 验值吻合较好[4] 。由于高斯模型的计算量很大，而 限以内并遇点火源时，发生蒸气云爆炸事故。若蒸 且 LNG 泄漏扩散受到大气稳定度（大气稳定度本 气云处于液池上方，便有可能迅速向液池回火燃 身受到地理位置、日期、风速以及云量等的影响）、 烧，形成池火灾。LNG 储罐受到外部火焰的长时间 泄漏类型、泄漏源强等条件的影响，同时需要大量 烘烤，储罐强度随温度上升逐渐降低，当强度下降 物性数据，评价难度很大。本文针对 LNG 发生泄 至该温度下的屈服极限时，储罐将突然破裂[7,8] 。此 漏的具体情况建立了丰富的数据库，开发了简单易 时压力瞬间降低，LNG 迅速气化并起燃，导致沸腾 操作的可视化评价软件，可用于对 LNG 的泄漏扩 液体扩展为蒸汽爆炸事故，导致巨大的人员伤亡、 散和火灾爆炸情况进行分析，大大减轻了计算量， 财产损失及环境影响。LNG 泄漏导致事故的几种可 提高了计算准确率，使评价结果更加客观、真实、 能情况如图 1 所示。 表 1 LNG 的主要特性参数 Table.1 Major characteristic parameters of LNG 液态密度（—162 ℃）/ （kg/m3 ） 447 气化潜热 / （kJ / Kg ） 522