随着工业的发展,世界石油资源开始面临短缺,油价高位振荡,世界各国都在
加强石油储备战略,主要表现为储罐容量的增大,多种储存方式的出现,所以储罐
安定性也日益显得重要起来。储罐间防火间距是石油化工企业平面设计的一个重要
参数,其既涉及到储罐的安定性,同时又关系到公司总投资、生产运行和总效益的
高低。所以,防火间距作为一个关系到系统整体效益的设计参数,越来越受到人们
的重视。“储罐区池火灾状态下防火间距理论基础的研究”作为一个横向课题因此
而产生。
关于怎样有效合理的制定防火间距,目前国内外没有明确的文献报道,我国国
标上提出了制定防火间距的原则和依据,对于地上储罐给出了明确的防火间距,其
多数按工程实践或参考国外经验。本论文试图从流体力学、燃烧学角度出发,从理
论上剖析储罐区池火灾的物理化学现象;在前人研究成果的基础上,用计算流体力
学软件来模拟预测池火灾对周围环境的热辐射影响,结合热辐射准则得出池火灾下
储罐间最小安全距离。
论文中,作者对目前国内外防火间距现状,相关法律、法规,科学研究和事故
统计作一个概述,提出制定防火间距的思路。介绍了 CFD(Computational Fluid
Dynamics)技术和 Fluent 软件的功能以及发展情况,对 CFD 软件的有效性、Fluent
在火灾模拟方面的有效性作了验证性综述。对池火灾燃烧辐射进行了理论分析,并
对 Fluent 里面输入参数自定义功能进行了详细的介绍。
在总结前人研究的基础上,本文对无风情况下,池火灾火焰形状进行理论分析,
建立了物理模型和几何模型,然后选择合适的辐射模型,应用 Fluent 软件,对无风
情况下池火灾对周围大气的热辐射进行计算模拟。得出直径为 13m 的 LPG
(Liquefied Petroleum Gas)锰钢球罐热辐射影响的范围和相邻两罐之间的最小安全
距离。为了使模拟结果更加接近实际情况,对有风情况下的池火灾,本文首先对其
火焰形状进行计算模拟,得到池火灾火焰中温度和组分的空间分布。然后又进一步
完成有风情况下池火灾对周围的热辐射的模拟。得出有风情况下,直径为 20m 苯池
I
摘 要
池火灾的热辐射影响范围和该情况下相邻两罐之间的最小安全距离。
本论文提出了一种合理制定防火间距的设想,完成了用 Fluent 对池火灾危险性
的模拟计算,给各种条件下,罐区池火灾的危险性预测和最小安全间距的确定提供
了一套数值模拟的方法。本论文的研究是 CFD 方法用于防火间距研究的有效尝试,
给罐区其它形式灾害的分析提供了一种思路和方法。
