重大危險(xiǎn)源泄漏機(jī)理及應(yīng)急封堵技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和改革開放的不斷深入，煤化工行業(yè)得到了高速發(fā)展。在過程工業(yè)生產(chǎn)中，大量有毒、有害、易燃和易爆的危險(xiǎn)化學(xué)品通常存儲(chǔ)在管道及壓力容器中，這些管道及壓力容器往往會(huì)因?yàn)楣芾聿簧鳌⒃O(shè)備老化和人為破壞等因素而產(chǎn)生破裂，導(dǎo)致泄漏事故的發(fā)生。因此，迫切需要應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法對危險(xiǎn)源泄漏機(jī)理及應(yīng)急封堵技術(shù)進(jìn)行研究，當(dāng)危險(xiǎn)源發(fā)生泄漏時(shí)，能夠利用有效封堵設(shè)備快速進(jìn)行應(yīng)急處理處置，來降低或消除事故造成的重大危害。
　　本文對危險(xiǎn)

2、源管道、儲(chǔ)罐及儲(chǔ)運(yùn)過程泄漏的成因及影響因素進(jìn)行了分析，確定了管道、高壓容器的主要泄漏部位，并對重大危險(xiǎn)源的泄漏模式進(jìn)行了研究，建立了危險(xiǎn)源儲(chǔ)罐及管道等泄漏模型以及三種介質(zhì)流泄漏狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型；分析了七種影響泄漏擴(kuò)散的主要因素，研究了15種泄漏模式的產(chǎn)生機(jī)理及條件，并建立了危險(xiǎn)源管道的動(dòng)力學(xué)模型。通過管道流體的CFD動(dòng)力學(xué)仿真，對管道泄漏處流量和壓力狀態(tài)做出理論性評估，并得出在管道長度相同、主管道壓力變化、泄漏小孔直徑不同及入口壓力變化的

3、情況下泄漏平均總壓力大小與泄漏孔尺寸變化的關(guān)系以及小孔泄漏平均壓力躍變的情況，為封堵裝置的設(shè)計(jì)提出了具體的性能指標(biāo)。
　　本文設(shè)計(jì)的快速封堵裝置是針對現(xiàn)有封堵裝置效率低，難以適應(yīng)復(fù)雜多變的工況和特定的泄漏狀態(tài)而研發(fā)的快速有效的新型封堵裝置。本文對適用于管道、儲(chǔ)罐等壓力容器泄漏時(shí)實(shí)施封堵的危險(xiǎn)源管道內(nèi)封堵導(dǎo)流氣囊、管口應(yīng)急封堵導(dǎo)流裝置、管道泄漏外封堵氣囊、自適應(yīng)萬向強(qiáng)磁封堵導(dǎo)流裝置以及帶壓封堵裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)剖析。當(dāng)危險(xiǎn)源管

4、道及儲(chǔ)罐發(fā)生斷裂、裂紋或者孔洞泄漏時(shí)，確定以內(nèi)封法、外封法及磁壓法為主要封堵實(shí)施方法，詳細(xì)設(shè)計(jì)了四種新型封堵裝置，為危險(xiǎn)源泄漏的應(yīng)急處理處置增添了新手段。
　　本文針對封堵實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并研發(fā)了直管口泄漏與彎管小孔泄漏的綜合封堵實(shí)驗(yàn)平臺。利用自行研制的內(nèi)封堵裝置、外封堵裝置及其改進(jìn)裝置在平臺上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在內(nèi)封堵裝置的密封橡膠氣囊套長度增加20mm、氣囊外圓的密封環(huán)數(shù)量增加5圈、充氣和導(dǎo)流口側(cè)的中空軸端蓋直徑增加

5、24mm后的封堵效果非常明顯，最大封堵壓力幾乎增加45％;在外封堵裝置的充氣橡膠氣囊?guī)У拈L度增加2m、氣囊?guī)獗砻嫔蠌?fù)合細(xì)密的密封圈以及纏繞在管道上的氣囊?guī)г褦?shù)增加3匝時(shí)，封堵壓力也有了較大的提升。同時(shí)對兩種封堵裝置與管道的面一一面接觸問題進(jìn)行了有限元分析，驗(yàn)證了封堵裝置的封堵性能。
　　另外，本文還對主要危險(xiǎn)源發(fā)生泄漏的多種應(yīng)急封堵技術(shù)和方法庫的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并以實(shí)物圖的形式說明了應(yīng)急封堵裝置在處理處置平臺上的運(yùn)用；提出了八種