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清华大学学报(自然科学版)  2015, Vol. 55 Issue (10): 1143-1149    DOI: 10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.22.008
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基于数值模拟的大型外浮顶储罐区定量风险评估
赵金龙1, 唐卿2, 黄弘1, 苏伯尼1, 李云涛1, 付明1
1. 清华大学 工程物理系, 公共安全研究院, 北京 100084;
2. 重庆市沙坪坝区公安消防支队, 重庆 401331
Quantitative risk assessment of external floating roof tank areas based on the numerical simulations
ZHAO Jinlong1, TANG Qing2, HUANG Hong1, SU Boni1, LI Yuntao1, FU Ming1
1. Institute of Public Safety Research, Department of Engineering Physics, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2. Public Security Fire Control Team of Shapingba District, Chongqing 401331, China
全文: PDF(2280 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 大型外浮顶储罐储存大量易燃物质, 发生事故后极易导致灾难性后果。该文通过对88起事故案例总结分析, 确定了大型外浮顶储罐常见的事故场景。采用火灾动力学模拟(FDS) 软件对大型外浮顶储罐火灾进行数值模拟, 计算了密封圈火灾、全液面火灾和防火堤火灾条件下罐区的热辐射通量时空动态分布。引入人员脆弱性模型, 建立了基于FDS模拟的储罐区定量动态风险评估方法。分析了风速对储罐区风险分布的影响, 确定了不同风速条件下消防员灭火的安全距离, 为储罐区消防应急提供了实用的参考依据。
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赵金龙
唐卿
黄弘
苏伯尼
李云涛
付明
关键词 外浮顶储罐火灾事故场景火灾动力学模拟(FDS)定量风险评估安全距离    
Abstract:Large floating roof tanks usually contain a large amount of flammable liquids which can lead to catastrophes. This study analyzes accident scenarios based on 88 large external floating roof tank accident case analyses. Fire dynamics simulator (FDS) is used to compute the heat flux distribution under a rim seal fire, a full surface fire, and a bund fire. The personal vulnerability model is then used to calculate the individual risk based on the heat fluxes. The effect of wind on the risk distribution is discussed and the safety distances for firefighters are identified. The results provide useful reference for firefighting.
Key wordsfloating roof tank fire    accident scenario    fire dynamics simulator (FDS)    quantitative risk assessment    safety distance
收稿日期: 2014-12-23      出版日期: 2015-11-16
ZTFLH:  X959  
基金资助:国家自然科学基金项目(71173128);清华大学自主科研项目(2012THZ0124);国家科技支撑计划(2012BAK03B03)
通讯作者: 黄弘,教授,E-mail:hhong@tsinghua.edu.cn     E-mail: hhong@tsinghua.edu.cn
作者简介: 赵金龙(1988-),男(汉),河北,博士研究生。
引用本文:   
赵金龙, 唐卿, 黄弘, 苏伯尼, 李云涛, 付明. 基于数值模拟的大型外浮顶储罐区定量风险评估[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2015, 55(10): 1143-1149.
ZHAO Jinlong, TANG Qing, HUANG Hong, SU Boni, LI Yuntao, FU Ming. Quantitative risk assessment of external floating roof tank areas based on the numerical simulations. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2015, 55(10): 1143-1149.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/10.16511/j.cnki.qhdxxb.2015.22.008  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2015/V55/I10/1143
  图1 大型外浮顶储罐事故基本场景分类
  图2 某油库罐区示意图
  表1 储罐单元基本数据
  图3 研究区域几何模型示意图
  图4 研究区域空间划分图
  表2 原油的基本性质[12]
  图5 研究区域储罐的几何尺寸图
  表3 不同热辐射通量所造成的伤害和损失[13]
  表4 热辐射作用下人员伤亡概率单位[14]
  图6 密封圈火灾无风条件下的风险分布图(teff=30s)
  图7 全液面火灾无风条件下的风险分布图
  图8 全液面火灾风速4m/s条件下的风险分布图
  图9 全液面火灾风速8m/s条件下的风险分布图
  图10 防火堤火灾无风条件下的风险分布图
  图11 防火堤火灾风速4m/s条件下的风险分布图
  图12 防火堤火灾风速8m/s条件下的风险分布图
  图13 单一储罐布局示意图
  图14 某点热辐射强度随时间变化曲线
  图15 全液面火灾无风条件下的热辐射与储罐距离之间的关系
  图16 全液面火灾风速4m/s条件下热辐射与储罐距离之间的关系
  图17 全液面火灾风速8m/s条件下热辐射与储罐距离之间的关系
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