氨制冷系统氨泄漏危险性分析及数值模拟

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氨经常被用作制冷系统中的制冷剂,用于保持操作过程的恒温或者降低操作过程的温度。因为氨具有毒害、燃爆的特性,如果由于人为操作或者设备原因造成装有氨的设备、储罐等发生泄漏,会造成作业人员中毒,若达到爆炸下极限还会发生火灾、爆炸等事故,对人的生命、企业的安全造成严重威胁。因此,涉氨企业制冷系统的安全越来越受到重视。  本文以制冷机房的氨管道少量泄漏为研究对象。从制冷系统的原理出发,分析了氨制冷系统易于泄漏的点,并通过系统安全工程的事故树分析法,定量的衡量了导致事故发生事件的重要度系数。建立了适用于氨气的高斯模型以及适用于液氨的平板模型和高斯模型。利用FLUENT软件,将氨气扩散的浓度变化、扩散区域可视化,系统的分析了涉氨企业制冷系统氨泄漏的具体过程。  1、结合安全系统工程事故树的分析方法,对氨制冷系统的泄漏进行推理、演绎,分析事故发生的深层次原因。从定性和定量两个方面研究泄漏事故的发生原因,并把事件按结构重要度排序,总结氨泄漏事故防范的重点。  2、描述了氨泄漏的物理过程,列举了影响泄漏的因素,如泄漏口大小、位置、有无障碍物等等。针对氨气和液氨的泄漏的不同状态,选用高斯气体扩散模型为氨气的扩散模型,平板模型和高斯气体扩散模型为液氨扩散模型,估测氨泄漏后扩散的范围和扩散过程中氨气浓度的变化。  3、运用FLUENT软件模拟了氨制冷系统管道泄漏时氨气的扩散过程。选择使用组分输运方程以及k-ε湍流方程进行数值模拟。先后模拟了有无通风设备的情况下,泄漏口处氨的扩散形式,并展现不同时间氨气扩散的浓度云图。不但可以直观的、定量的研究其扩散过程,而且说明了在氨制冷机房内通风设备的重要性。根据模拟图形,探讨氨气泄漏后浓度的变化规律、扩散趋势、方向和范围,最后在机房内画出一个扇形警戒区。  4、本文从应急物资、安全设施、应急响应、应急程序等方面讨论了氨发生泄漏时的应急管理。讨论了常见的泄漏事故的现场处置措施。在响应程序中利用模拟结果,在制冷站房500m的范围内画出警戒区,标出事故现场人员紧急集合点和指挥场所,均应设在泄漏区域上风向,并远离事故排风机出口。为企业的应急管理提供帮助。
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