巧用定量分析划定厂区气体爆炸环境范围

巧用定量分析划定厂区气体爆炸环境范围

首页枪战射击爆炸区2更新时间:2024-07-31

在我国的石化企业中,许多企业都将整个厂区划分为防爆区,那么这样划分有没有依据呢?会不会因厂区的大小和危险点的分布而有所不同呢?带着上述问题,我们来使用一款叫DNV-Phast的软件做下简要的定量分析,以使大家能对气体爆炸环境范围有更深层次的认识。

众所周知,按照我国GB50058中对爆炸性气体环境危险区域划分,根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间分为0区、1区、2区,分区应符合下列规定:

0区应为连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境;

1区应为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境;

2区应为在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境,或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。

由上述标准可知,当不满足上述0、1、2区的条件时即可视为非防爆区。接下来我们就以某集油处理站LPG罐区泄漏为例,来做简要的分析。

LPG俗称液化石油气,其主要成分是丙烷和正丁烷,爆炸极限为1.5%~9.5%,一般认为爆炸下限的20%以下可视为安全区域,那么本例中,1.5%的20%即为0.3%(3000ppm),也就是说如某罐泄漏,只需要监测泄漏后3000ppm的浓度范围,即可确定其危险爆炸区域。泄漏罐如下图红圈所示:

首先我们来看看风速对扩散的影响,该站区常年吹和缓东风。通过在DNV-Phast中设定LPG储罐的压力、温度、泄漏孔径大小及设定监测浓度等参数來模拟泄漏范围。此处先以孔径50mm泄漏为例,储罐压力1.6Mpa,温度30℃,模拟运行后如下图所示:

由上图可知,在2m/s,4m/s,6m/s的时候,2m/s的风速最有利于气体的扩散。接下来,我们在2m/s的风速下,在大气稳定度为D的情况下再來模拟不同泄漏孔径对扩散的影响程度,本例中分别选择100mm,50mm,25mm來做模拟分析,模拟后的结果如下:

由上图可知,在2m/s的情况下,25mm、50mm、100mm孔径下顺风泄漏的距离分别为265m、582m、1250m。

由上图可知,在2m/s的情况下,25mm、50mm、100mm孔径下顺风泄漏的宽度分别为30m、94m、248m。

该站区长宽分别为780m×500m,我们要充分考虑风向的不确定性,以泄漏点为圆心,3000ppm泄漏的长度为半径,即为站区的危险爆炸区域。如下图所示,以50mm泄漏孔径582m的半径范围来计算,几乎整个站区都在其范围内(蓝色圈),也就是说50mm的一个小孔泄漏,整个站区都会处在爆炸极限的危险边界中,这也是不管厂区多大,都要将整个站区划定为防爆区的原因,因为泄漏的点不同,风向不同,每个点都有可能成为2区。

通过以上的定量分析,在你的意识里应该对气体爆炸环境的划分有个大致的定量概念了。不同的气体,不同的存储压力,不同的泄漏孔径,扩散范围均有不同。但最常见的LPG你get到了吗?即任何一个点,以泄漏点为中心,50mm的小孔,周围大约600m范围内都是爆炸区。

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