重大危險源泄漏機理及應(yīng)急封堵技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的飛速發(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、易燃和易爆的危險化學品通常存儲在管道及壓力容器中，這些管道及壓力容器往往會因為管理不慎、設(shè)備老化和人為破壞等因素而產(chǎn)生破裂，導致泄漏事故的發(fā)生。因此，迫切需要應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計理論與方法對危險源泄漏機理及應(yīng)急封堵技術(shù)進行研究，當危險源發(fā)生泄漏時，能夠利用有效封堵設(shè)備快速進行應(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

2、源管道、儲罐及儲運過程泄漏的成因及影響因素進行了分析，確定了管道、高壓容器的主要泄漏部位，并對重大危險源的泄漏模式進行了研究，建立了危險源儲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)學模型；分析了七種影響泄漏擴散的主要因素，研究了15種泄漏模式的產(chǎn)生機理及條件，并建立了危險源管道的動力學模型。通過管道流體的CFD動力學仿真，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)計提出了具體的性能指標。
　　本文設(shè)計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、儲罐等壓力容器泄漏時實施封堵的危險源管道內(nèi)封堵導流氣囊、管口應(yīng)急封堵導流裝置、管道泄漏外封堵氣囊、自適應(yīng)萬向強磁封堵導流裝置以及帶壓封堵裝置的機械結(jié)構(gòu)進行了詳細剖析。當危險源管

4、道及儲罐發(fā)生斷裂、裂紋或者孔洞泄漏時，確定以內(nèi)封法、外封法及磁壓法為主要封堵實施方法，詳細設(shè)計了四種新型封堵裝置，為危險源泄漏的應(yīng)急處理處置增添了新手段。
　　本文針對封堵實驗系統(tǒng)進行了研究，并研發(fā)了直管口泄漏與彎管小孔泄漏的綜合封堵實驗平臺。利用自行研制的內(nèi)封堵裝置、外封堵裝置及其改進裝置在平臺上進行實驗。實驗結(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)獗砻嫔蠌秃霞毭艿拿芊馊σ约袄p繞在管道上的氣囊?guī)г褦?shù)增加3匝時，封堵壓力也有了較大的提升。同時對兩種封堵裝置與管道的面一一面接觸問題進行了有限元分析，驗證了封堵裝置的封堵性能。
　　另外，本文還對主要危險源發(fā)生泄漏的多種應(yīng)急封堵技術(shù)和方法庫的應(yīng)用進行了研究，并以實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用；提出了八種