【摘 要】
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油罐区具有占地面积大、分布集中、易燃烧爆炸等特点,油品泄漏或火灾爆炸事故,会对人身和财产安全带来巨大的损失。油罐发生全表面火灾,着火油罐强烈的热辐射效应会对现场的普通人员和消防人员造成伤害,同时极易引燃相邻油罐,造成大面积的罐区火灾。因此,在油罐全表面火灾条件下,研究热辐射对人员和相邻油罐的影响,对于人群疏散、消防救援、油罐防护间距的设置和事故预防措施的研究具有重要的意义。因此本文开展了以下研究:
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油罐区具有占地面积大、分布集中、易燃烧爆炸等特点,油品泄漏或火灾爆炸事故,会对人身和财产安全带来巨大的损失。油罐发生全表面火灾,着火油罐强烈的热辐射效应会对现场的普通人员和消防人员造成伤害,同时极易引燃相邻油罐,造成大面积的罐区火灾。因此,在油罐全表面火灾条件下,研究热辐射对人员和相邻油罐的影响,对于人群疏散、消防救援、油罐防护间距的设置和事故预防措施的研究具有重要的意义。因此本文开展了以下研究:（1）介绍油罐全表面火灾燃烧机理和火焰模型,模拟分析油罐全表面火灾火焰倾角变化,介绍相邻油罐热响应机理和模型,运用PyroSim软件模拟油罐全表面火灾环境中相邻油罐的热响应,结果显示无论何种油罐间距和风速下,相邻油罐罐顶的温度明显高于罐壁的温度,靠近着火油罐一侧的罐顶和罐壁连接处温度最高,由此可以看出,罐顶与罐壁连接处为相邻油罐在油罐全表面火灾环境中的最薄弱环节。（2）基于火焰热辐射伤害研究成果和热辐射通量伤害准则,明确罐区普通人员和消防人员临界热辐射通量值,构建油罐全表面火灾辐射临界伤害距离模型,借助PHAST软件模拟分析了大气稳定度、空气湿度、风速和油罐直径对普通人员和消防人员的辐射伤害距离影响,结果显示空气湿度、风速和油罐当量直径均会对辐射伤害距离产生明显影响,但大气稳定度对油罐全表面火灾辐射伤害距离基本无影响,因此将最不利条件下的普通人员热辐射伤害下风距离作为其热辐射临界伤害距离,消防人员热辐射伤害侧风距离作为其热辐射临界伤害距离。（3）分析相邻油罐失效形式和机理,在此基础上构建油罐全表面火灾辐射临界失效距离模型,研究不同因素下相邻油罐的辐射失效距离的变化,结果显示10000m3的固定顶汽油储罐的防火间距小于等于《石油库设计规范》（GB 50074-2014）规定的防火间距时,会发生燃烧爆炸,当油罐间距为0.6D-0.74D之间时,长时间的热辐射作用会导致相邻油罐发生应力失效,由此可以看出,相邻油罐的失效形式由油罐内储存介质的性质、罐体材料的热力学性能和油罐间距决定,在设计油罐间距时应将最不利条件下的下风距离作为临界失效距离。（4）选取青岛某仓储化工企业为实例,对罐区中容积为13000m3、6500m3和1500m3的汽油油罐进行热辐射伤害距离和失效距离分析,三个油罐的实际防火间距均符合标准距离（0.4D）,但临界失效距离均超过标准距离（0.4D）,其临界失效距离与当量直径比值分别为0.76D、0.82D和0.97D,同一临界失效距离与油罐直径的比值随着油罐直径的减小而增加,结果表明相邻油罐在最不利条件下会处于失效状态,同一临界失效距离与当量直径比值条件下,油罐当量直径越小,其失效风险越大,因此油罐间距的设置应参考最不利气相条件和存储介质的性质来确定安全间距,同时已建油罐要加装罐顶应急喷淋、运用保温材料等措施减小热辐射对油罐的影响。
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