油品揚沸火災重構與防治對策研究.pdf

1、揚沸火災過程復雜、危害嚴重，加上人們的重視程度不夠，一旦發(fā)生將會造成巨大損失。目前人們對揚沸火災的機理尚未完全理解，有效地阻止揚沸發(fā)生的對策措施亦不成熟。因此，研究油品揚沸火災的特點和發(fā)生規(guī)律及機理，探索揚沸發(fā)生條件，分析其復雜的突變過程，特別是開展對揚沸火災中各階段的系統(tǒng)研究，科學、準確地判斷、預測和防治揚沸的發(fā)生，對確保人員安全，維護社會安定，具有重要的社會和經(jīng)濟意義。為此本文從以下幾個方面進行了研究： 首先對易發(fā)生揚沸的油

2、品特性進行了分析，提出了揚沸三角的概念。利用色質(zhì)聯(lián)用儀和熱重分析儀對易揚沸油品進行了實驗分析，論證了揚沸發(fā)生必須符合揚沸三角的條件。分析了油品含水率、沸程和粘度對揚沸的影響。 建立了中小尺度油品揚沸火災模擬實驗臺，對油品揚沸火災過程中的特征參量進行實時測量，利用非接觸式紅外測溫技術對油品揚沸火災各階段的火焰溫度場進行測量分析。對油品揚沸火災過程中的油水層熱結構特性和影響油品揚沸火災形成和強度的因素進行研究，得到油水界面溫度位于1

3、10℃-130℃之間是揚沸發(fā)生的一個特征溫度范圍。利用自編程序?qū)τ推窊P沸火災各階段的火焰高度、火焰變化幅度和脈動頻率進行了分析。在實驗數(shù)據(jù)的基礎上，對中小尺度油品揚沸火災中的熱波傳播速度和揚沸形成時間進行計算，并對油品沸溢半徑進行了預測。在預測沸溢半徑的基礎上，對揚沸階段火焰輻射進行計算。最后利用尺度模擬準則，確立中小尺度油品揚沸火災與大尺度油品揚沸火災之間的關系。 利用基于場模擬的CFD軟件FDS，對大尺度油品揚沸火災進行了數(shù)

4、值實驗模擬，首先對FDS應用到油品揚沸火災模擬的可行性進行研究，然后利用FDS對油品揚沸火災中的準穩(wěn)態(tài)燃燒階段和揚沸階段中油品沸溢火災進行了模擬，包括火焰溫度、流場結構和火焰輻射等。特別對油品揚沸火災中主要危害．熱輻射，進行了系統(tǒng)研究，分析得到火焰熱輻射強度在水平方向和垂直方向的分布規(guī)律，利用熱輻射傷害準則確定了兩階段的安全距離，對黃島油庫揚沸火災的準穩(wěn)態(tài)燃燒階段進行了數(shù)值實驗模擬。 利用高速攝影技術，對揚沸前兆階段的油水界面的

5、實驗觀察，觀測油水界面的氣泡的生成和運動對揚沸形成的作用，論證了油水界面水過熱劇烈沸騰和蒸汽微爆是導致?lián)P沸形成的直接原因。理論分析得到油水界面氣泡的增多，導致油層中空隙率的增大是導致油品沸溢發(fā)生的原因。通過油水界面壓力數(shù)據(jù)得到，揚沸階段油水界面壓力的升高與蒸汽微爆存在必然聯(lián)系，且壓力上升導致?lián)P沸的最終發(fā)生。在對揚沸火災的機理進行分析研究的基礎上，提出了防治油品揚沸火災的被動與主動防治對策。在被動防治對策方面：使用非接觸式紅外測溫方法對罐