FPSO火灾抑爆模拟实验与数值研究
发布时间：2021-11-12 18:34
FPSO（Floating Production Storage and Offloading,即浮式生产储油卸油平台。）对海上油气的开发已成为当前及未来的重点。由于FPSO上甲板设备布置密集,海上作业环境恶劣,一旦发生油气泄漏爆燃事故,将造成重大的损害。本文针对FPSO火灾爆燃抑爆过程进行了模拟实验和数值仿真研究,主要工作和结论如下:（1）设计并搭建了 FPSO上甲板爆燃过程半开敞可视化模拟实验平台,实验平台包括半开敞燃烧室管道、配气系统、点火设备、水喷淋系统、数据采集系统和同步触发系统,分别通过高速相机和压力传感器记录爆燃过程火焰和超压随时间的变化特性。通过开展不同的障碍物间距,细水雾粒径,雾化压力及细水雾与障碍物相对位置实验模拟FPSO上甲板设备布置密集程度、消防水喷淋系统的不同布置位置及水雾参数场景。（2）实验关键结论如下:两个不同长度障碍物的间距为100mm和200mm时与间距为300mm工况相比,爆燃超压值分别,降低了 53.9%和13.2%,随着障碍物间距的增大,火焰锋面湍流增强作用减小,爆燃超压值降低;空管道下粒径为45μm、80 μm、160μm和200μm细水雾与无...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１湍流火焰结构图间??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ?ｆｌａｍｅ??
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?Ｊ?ＦＰＳＯ火灾抑爆模拟奐验与数值研究???ｍ?ｍｔ?￣．?■?ｊ??图３．１实验系统图Ｕ．示意图ｂ．实物图）??Ｆｉｇ．?３．１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｉａｇｒａｍ（ａ．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ，?ｂ．?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｄｉａｇｉ＇ａｍ）??３．１．２实验管道??实验平台使用长方体形状的一端开敞，一端封闭的燃烧爆炸容器，选用常见的有机??玻璃材质，有机玻璃具有很好的透明性，可以方便的获取火焰在管道内部的形态变化，??管道内径尺寸为８２０ｍｍ＊１６０ｍｍ＊１６０ｍｍ，体积约为２１Ｌ，管壁厚度均为２０ｍｍ，可承载??０．２ＭＰａ压力。管道上部开有７个２０＊１．５的螺纹孔，方便水喷淋头及传感器的安装，封??闭右端开设的１４＊１．２５螺纹孔方便安装点火系统的点火头，两个２０＊１．５的螺纹孔其中一??个为注气系统的注气孔，另一个留作备用。管道另一端装有法兰结构，开有８个１２＊１．０??的螺纹孔，在注气之前，用螺丝把端盖锁紧，方便抽真空。在管道下方防置两个支架，??把管道架起来，方便操作，如图３．２所示，??／＂左舶?砸??／／?／??■?■?■?—?＊＊＊??？二…ｂ．?－??图３．２实验管道图（ａ．实物图ｂ．设计图）??Ｆｉｇ．?３．２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｉｐｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ?（ａ．?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｂ．?ｄｅｓｉｇｎ?ｄｒａｗｉｎｇ）?．??３．１．３配气系统及过程??配气系统所使用的阀件是购买美国世伟洛克公司的产品，它是一家专业订做气阀精??密件的公司，配气系统包括储气钢瓶，真空压力表，气体截止阀，带有高低压力表的减?
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国海洋石油勘探开发装备现状及发展趋势[J]. 王东. 设备管理与维修. 2019(18)
[2]超细水雾-多孔材料协同抑制瓦斯爆炸实验研究[J]. 余明高,刘梦茹,温小萍,裴蓓. 煤炭学报. 2019(05)
[3]FPSO火灾和爆炸评估方法研究[J]. 周然,凌爱军,杨清峡. 天津航海. 2019(01)
[4]海上平台模块钻机消防水系统的设计[J]. 刘茜. 化工设计通讯. 2019(02)
[5]海洋钻井史上最惨重的九大事故[J]. 佚名. 石油知识. 2018(05)
[6]FPSO油气泄漏燃爆连锁风险量化分析与屏障控制研究[J]. 李修峰,陈国明,耿素花. 石油化工安全环保技术. 2018(01)
[7]基于逻辑树和贝叶斯网络的海洋平台火灾概率分析[J]. 王彦富,李玉莲,张彪,闫培娜. 安全与环境学报. 2016(05)
[8]基于三角模糊数和AHP的海洋平台风险评价方法[J]. 姜峰,曹康,杨旭兵. 甘肃科学学报. 2016(03)
[9]FPSO蒸气云爆炸事故人员风险评估[J]. 余建星,唐必意,梁静,石云,张强,张欣. 油气储运. 2015(06)
[10]超细水雾作用下瓦斯的爆炸压力及升压速率[J]. 秦文茜,王喜世,谷睿,许红利. 燃烧科学与技术. 2012(01)
博士论文
[1]超细水雾抑制甲烷—空气爆炸机理研究[D]. 曹兴岩.大连理工大学 2017
[2]细水雾在瓦斯管道的输运特征及抑爆机理研究[D]. 王发辉.河南理工大学 2017
[3]气液两相介质抑制管道瓦斯爆炸协同规律及机理研究[D]. 裴蓓.河南理工大学 2017
[4]受限空间气体爆炸传播及其动力学过程研究[D]. 王志荣.南京工业大学 2005
硕士论文
[1]FPSO泄漏及爆炸灾害量化风险评估研究[D]. 王鹏.浙江大学 2018
[2]基于事件树及故障树方法的FPSO火灾爆炸风险分析[D]. 潘俊文.哈尔滨工程大学 2018
[3]FPSO气体喷射火及蒸气云爆炸风险分析[D]. 牛之友.哈尔滨工程大学 2017
[4]FPSO上部模块火灾爆炸定量风险分析[D]. 李洋.哈尔滨工程大学 2016
[5]感应荷电细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验研究[D]. 梁栋林.河南理工大学 2015
[6]超细水雾抑制甲烷爆炸实验与数值模拟[D]. 高旭亮.大连理工大学 2014
[7]超细水雾增强与抑制瓦斯爆炸的实验研究[D]. 张鹏鹏.大连理工大学 2013
[8]海上移动钻井平台水消防系统设计[D]. 王文若.大连海事大学 2013
本文编号：3491450
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１湍流火焰结构图间??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ?ｆｌａｍｅ??
?大连海事大学硕士学位论文???？；＾ｌ〇〇＾ｏｒ°?—??：會＿。??＾子水ｉＳ?，??图２．２水滴与爆炸冲击波的相互作用［６２］??Ｆｉｇ．?２．２?Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｗａｔｅｒ?ｄｒｏｐ?ａｎｄ?ｂｌａｓｔ?ｗａｖｅ??２．３可燃气体抑爆技术?＇?ｉ??爆炸灾害防治技术可分为预防和减１灾技术两类，预防技术，即在生产工作过程中避??免出现爆炸事故发生所需要的条件；减灾技术，即尽最大可能的避免或减小爆炸发生后??的灾害。前者是最根本有效的抑爆方法，后者是必不可少的辅助措施［５８］。??２．３．１可燃气体爆炸预防技术??对可燃气体爆炸进行预防是最基本、最有效和最经济的防爆方法。抑爆方法主要从??爆炸开始之前采取相应措施，防止引发爆炸事故的因素条件出现。抑爆技术是指在容易??发生火灾爆炸环境中安装气体、光学和温度传感器等，传感器把信号传至消防系统，通??过消防系统及时向爆炸区喷射灭火剂，在爆炸初期就约束和限制爆炸燃烧的范围，避免??重大爆炸事故的发生。??爆炸预防技术主要由爆炸探测器、控制器和抑制器三部分组成，常用的爆炸探测器??有光敏、温敏、压敏和气体浓度探测器等，爆炸控制器是通过接收探测器的信号，当温??度、压力、火焰信号达到设定的阈值时，输出控制信号到爆炸抑制器，常见的爆炸抑制??器主要有爆囊式、高速喷射和水雾喷射抑爆器［５５］。针对ＦＰＳＯ容易发生油气泄漏的燃油??处理模块安装水喷淋装置，探宄不同细水雾粒径，流速，安装位置等对抑爆效果的影响，??制定最佳抑爆方案需要展开相关研宄。??２．３．２可燃气体爆炸减灾技术??爆炸阻隔技术是通过安：装隔爆装置的方式最大限度地降低爆炸事故
?Ｊ?ＦＰＳＯ火灾抑爆模拟奐验与数值研究???ｍ?ｍｔ?￣．?■?ｊ??图３．１实验系统图Ｕ．示意图ｂ．实物图）??Ｆｉｇ．?３．１?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｉａｇｒａｍ（ａ．?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ，?ｂ．?Ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｄｉａｇｉ＇ａｍ）??３．１．２实验管道??实验平台使用长方体形状的一端开敞，一端封闭的燃烧爆炸容器，选用常见的有机??玻璃材质，有机玻璃具有很好的透明性，可以方便的获取火焰在管道内部的形态变化，??管道内径尺寸为８２０ｍｍ＊１６０ｍｍ＊１６０ｍｍ，体积约为２１Ｌ，管壁厚度均为２０ｍｍ，可承载??０．２ＭＰａ压力。管道上部开有７个２０＊１．５的螺纹孔，方便水喷淋头及传感器的安装，封??闭右端开设的１４＊１．２５螺纹孔方便安装点火系统的点火头，两个２０＊１．５的螺纹孔其中一??个为注气系统的注气孔，另一个留作备用。管道另一端装有法兰结构，开有８个１２＊１．０??的螺纹孔，在注气之前，用螺丝把端盖锁紧，方便抽真空。在管道下方防置两个支架，??把管道架起来，方便操作，如图３．２所示，??／＂左舶?砸??／／?／??■?■?■?—?＊＊＊??？二…ｂ．?－??图３．２实验管道图（ａ．实物图ｂ．设计图）??Ｆｉｇ．?３．２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｉｐｉｎｇ?ｄｉａｇｒａｍ?（ａ．?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｄｒａｗｉｎｇ?ｂ．?ｄｅｓｉｇｎ?ｄｒａｗｉｎｇ）?．??３．１．３配气系统及过程??配气系统所使用的阀件是购买美国世伟洛克公司的产品，它是一家专业订做气阀精??密件的公司，配气系统包括储气钢瓶，真空压力表，气体截止阀，带有高低压力表的减?
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国海洋石油勘探开发装备现状及发展趋势[J]. 王东. 设备管理与维修. 2019(18)
[2]超细水雾-多孔材料协同抑制瓦斯爆炸实验研究[J]. 余明高,刘梦茹,温小萍,裴蓓. 煤炭学报. 2019(05)
[3]FPSO火灾和爆炸评估方法研究[J]. 周然,凌爱军,杨清峡. 天津航海. 2019(01)
[4]海上平台模块钻机消防水系统的设计[J]. 刘茜. 化工设计通讯. 2019(02)
[5]海洋钻井史上最惨重的九大事故[J]. 佚名. 石油知识. 2018(05)
[6]FPSO油气泄漏燃爆连锁风险量化分析与屏障控制研究[J]. 李修峰,陈国明,耿素花. 石油化工安全环保技术. 2018(01)
[7]基于逻辑树和贝叶斯网络的海洋平台火灾概率分析[J]. 王彦富,李玉莲,张彪,闫培娜. 安全与环境学报. 2016(05)
[8]基于三角模糊数和AHP的海洋平台风险评价方法[J]. 姜峰,曹康,杨旭兵. 甘肃科学学报. 2016(03)
[9]FPSO蒸气云爆炸事故人员风险评估[J]. 余建星,唐必意,梁静,石云,张强,张欣. 油气储运. 2015(06)
[10]超细水雾作用下瓦斯的爆炸压力及升压速率[J]. 秦文茜,王喜世,谷睿,许红利. 燃烧科学与技术. 2012(01)
博士论文
[1]超细水雾抑制甲烷—空气爆炸机理研究[D]. 曹兴岩.大连理工大学 2017
[2]细水雾在瓦斯管道的输运特征及抑爆机理研究[D]. 王发辉.河南理工大学 2017
[3]气液两相介质抑制管道瓦斯爆炸协同规律及机理研究[D]. 裴蓓.河南理工大学 2017
[4]受限空间气体爆炸传播及其动力学过程研究[D]. 王志荣.南京工业大学 2005
硕士论文
[1]FPSO泄漏及爆炸灾害量化风险评估研究[D]. 王鹏.浙江大学 2018
[2]基于事件树及故障树方法的FPSO火灾爆炸风险分析[D]. 潘俊文.哈尔滨工程大学 2018
[3]FPSO气体喷射火及蒸气云爆炸风险分析[D]. 牛之友.哈尔滨工程大学 2017
[4]FPSO上部模块火灾爆炸定量风险分析[D]. 李洋.哈尔滨工程大学 2016
[5]感应荷电细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验研究[D]. 梁栋林.河南理工大学 2015
[6]超细水雾抑制甲烷爆炸实验与数值模拟[D]. 高旭亮.大连理工大学 2014
[7]超细水雾增强与抑制瓦斯爆炸的实验研究[D]. 张鹏鹏.大连理工大学 2013
[8]海上移动钻井平台水消防系统设计[D]. 王文若.大连海事大学 2013
本文编号：3491450
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