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LNG船运泄漏风险分析及事故后果模拟
| 论文题名： | LNG船运泄漏风险分析及事故后果模拟 |
| 关键词： | 液化天然气;航运安全;泄漏分析;事故后果模拟 |
| 摘要： | 近年来，我国LNG需求量持续稳定增长，水上船舶运输是LNG进口的主要途径之一，而在运输过程中可能存在泄漏扩散和火灾爆炸事故等风险。LNG船舶近港口发生泄漏时，可能在水面和接收站地面扩散，泄漏后的低温LNG遇热气化形成可燃气体云团，达到燃烧极限，遇到点火源会引发喷射火、闪火、池火灾或爆炸事故，且近港口人员、设备设施密集，极易引发次生灾害事故。因此，LNG船舶运输安全问题一直是能源和安全领域的热点问题。 本文选取大连气象环境及大连“中远603”LNG船舶为研究对象，建立仿真模型,研究LNG船舶近港口处的泄漏火灾事故，分析LNG在水面和地面的浓度扩散规律及其火灾爆炸事故的危害范围，并在此基础上分析预测LNG船单一火源及多重火源泄漏火灾事故后果严重程度及其灾害影响范围。 首先，初步分析了LNG在偶尔有大的障碍物的地面和开阔水面的泄漏扩散情况，主要讨论了泄漏孔径、风速、大气温度、大气稳定度等因素对LNG泄漏浓度、顺风距离、云团宽度的影响规律。研究表明，泄漏孔径越大，风速越低，大气越稳定，温度越高，LNG的扩散范围越大，事故后果也会越严重。 其次，开展了基于PHAST软件的LNG船运火灾爆炸事故后果风险评估。在泄漏扩散分析结果基础上，研究了地面和水面池火灾、闪火、喷射火和爆炸场景，得出了辐射强度水平和扩散顺风距离等危害程度的几何表征参数。同时，讨论了最危险工况下各影响因素的特征参数，研究结果可为模拟火灾场景的初始条件参数的设定提供科学依据。 然后，讨论了单一池火灾和多重池火灾的燃烧特性及经验模型，为参数设置提供理论依据和对比验证。同时，开展了基于PyroSim软件的LNG单一池火灾和多重池火灾模拟，对比分析了水面和地面多种燃烧工况的危害程度。以火焰高度、温度、热辐射通量等燃烧特性为表征形式，对比水面和地面单一池火灾、多重池火灾的变化规律和伤害半径，并与经验公式计算结果对比，确定防火间距和安全距离。 最后，结合风险分析和数值模拟结果，从强化安全管控、深化安全认知、细化安全措施以及优化安全布局等四个方面，提出了LNG船近港口泄漏火灾事故的预防与应对措施。研究结果可为LNG船运泄漏火灾事故分析与控制研究提供科学依据，为我国LNG航运安全防范和应急管理提供参考。 |
| 作者： | 何珊 |
| 专业： | 安全工程 |
| 导师： | 秦华礼 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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