厭氧反應(yīng)器中危險氣體泄漏擴散后果定量計算方法研究.pdf

1、厭氧反應(yīng)器是沼氣工程中重要的反應(yīng)設(shè)備，一旦發(fā)生泄漏會引起著火爆炸，在生產(chǎn)運行中若不及時對泄漏進行監(jiān)測預(yù)警，極易繼續(xù)惡化引發(fā)連環(huán)爆炸事故。由于沼氣的危險性和對環(huán)境的污染作用，利用實驗?zāi)M事故后果不僅成本高而且耗時長，因此利用計算機模擬技術(shù)對反應(yīng)器中危險氣體泄漏擴散后果定量計算更有優(yōu)勢。本文首先利用PHAST軟件對氣體泄漏擴散、著火和爆炸等事故后果進行定量計算，收集整理大量試驗數(shù)據(jù)，基于事故信息進行泄漏口徑、泄漏位置、天氣及環(huán)境等多因素耦合

2、致災(zāi)機理關(guān)聯(lián)分析，挖掘?qū)е聟捬醴磻?yīng)器事故主因及其耦合關(guān)系;然后對大數(shù)據(jù)進行回歸擬合建立多參數(shù)耦合經(jīng)驗公式，根據(jù)參數(shù)變化總結(jié)多種常見泄漏工況并計算出多場景下事故后果數(shù)據(jù);利用FLUENT軟件對厭氧反應(yīng)器的泄漏擴散過程進行補充量化驗證，彌補了UDM模型對于流場邊界效應(yīng)的簡化，詳細(xì)觀察了危險氣體擴散后的速度場分布和濃度場分布，將反應(yīng)器泄漏擴散后的流場變化情況進行可視化處理。最后，本文基于研究總結(jié)的事故后果多因素耦合經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，結(jié)合安全管理和風(fēng)險

3、辨識，開發(fā)厭氧反應(yīng)器安全風(fēng)險評估軟件，達到泄漏風(fēng)險監(jiān)測。主要內(nèi)容如下:
　　(1)利用PHAST軟件對厭氧反應(yīng)器泄漏事件進行定量計算。對典型工況中的高程泄漏與地面泄漏進行了事故后果模擬，得到了事故后果影響范圍。利用數(shù)據(jù)挖掘方法對大量事故數(shù)據(jù)進行深入挖掘，確定主要影響因素為泄漏口徑和泄漏高度。通過回歸擬合的方法，在大量事故后果模擬結(jié)果中，分析得到了泄漏口徑和高度與各事故后果的多因素耦合經(jīng)驗公式，并利用PHAST對數(shù)據(jù)進行驗證，為開發(fā)

4、反應(yīng)器安全風(fēng)險軟件提供理，論基礎(chǔ)。
　　(2)應(yīng)用FLUENT軟件對厭氧反應(yīng)器泄漏過程模擬進行補充量化驗證。以反應(yīng)器中程泄漏工況條件為輸入，首先對反應(yīng)器穩(wěn)定風(fēng)場進行模擬，得到反應(yīng)器周邊區(qū)域內(nèi)風(fēng)場對空氣流動造成的復(fù)雜流動。然后在穩(wěn)定風(fēng)場的模擬條件下，進行了厭氧反應(yīng)器中程泄漏的擴散模擬，對計算結(jié)果進行了分析。
　　(3)將FLUENT模擬結(jié)果與PHAST和經(jīng)驗公式的計算結(jié)果進行對比，分析了各種模擬計算方法的最佳使用條件，構(gòu)建了事

5、故后果多因素耦合經(jīng)驗?zāi)Ｐ停梢灶A(yù)測反應(yīng)器泄漏事故后果影響距離。
　　(4)基于本文研究總結(jié)的事故后果多因素耦合經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，結(jié)合設(shè)備安全法律法規(guī)和設(shè)備安全管理體系，綜合開發(fā)一套厭氧反應(yīng)器安全風(fēng)險評估軟件，實現(xiàn)現(xiàn)場多工況事故后果計算，并根據(jù)廠區(qū)規(guī)劃給出安全建議，載入現(xiàn)場地圖進行危險半徑定位，從而達到泄漏風(fēng)險監(jiān)測。
　　應(yīng)用結(jié)果表明該模型和方法可應(yīng)用于其他石化裝置，以此監(jiān)測生產(chǎn)運營中重要參數(shù)變化，預(yù)測潛在事故風(fēng)險，制定多場景事故應(yīng)急