重大危險源泄漏機理及應急封堵技術研究.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，迫切需要應用現(xiàn)代設計理論與方法對危險源泄漏機理及應急封堵技術進行研究，當危險源發(fā)生泄漏時，能夠利用有效封堵設備快速進行應急處理處置，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系以及小孔泄漏平均壓力躍變的情況，為封堵裝置的設計提出了具體的性能指標。
　　本文設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封堵導流氣囊、管口應急封堵導流裝置、管道泄漏外封堵氣囊、自適應萬向強磁封堵導流裝置以及帶壓封堵裝置的機械結構進行了詳細剖析。當危險源管

4、道及儲罐發(fā)生斷裂、裂紋或者孔洞泄漏時，確定以內封法、外封法及磁壓法為主要封堵實施方法，詳細設計了四種新型封堵裝置，為危險源泄漏的應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。實驗結果表明，在內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)生泄漏的多種應急封堵技術和方法庫的應用進行了研究，并以實物圖的形式說明了應急封堵裝置在處理處置平臺上的運用；提出了八種