[发明专利]一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示方法

说明书

本发明所述的一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示方法，通过建立LNG池火灾后果的固体火焰模型；在固体火焰模型的基础上，计算指定距离的热辐射值，从而对事故的发展以及热辐射影响范围进行直观的体现。本发明所述的有益效果为：对事故场景进行精细还原，对不具相关工程专业知识的人来说，理解难度小。事故后果计算准确有利于对事故后果分析，演化过程的展示对工厂员工教育以及应急预案的制定具有指导意义；模型的建成对工厂的选址与布局具有一定的指导意义。

技术领域

本发明属于化工安全领域，具体涉及一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示方法。

背景技术

液化天然气(liquefied natural gas简称LNG)是将气田产生的天然气净化处理，再经超低温(-162℃)液化而成。液化天然气具有较低的沸点、较大的膨胀性以及极易挥发的性质，在发生泄漏事故时，LNG会从运输设备、固定储罐或管道中泄漏到地面，在低洼或围堰中形成液池，被点火源引燃发生池火灾^[1]，不同类型的火灾中(蒸汽云火灾、喷射火灾、火球等)，池火灾最为常见，发生概率约为44％。随着国家经济的发展，对LNG的应用范围增大，同时对于此类危险化学品的灾害预防需求也大大增加。

对于危险化学品的危害防护除了基于对现场的严格操作管理，还包括模拟软件对危害品可能事故后果进行分析，从而选择合适的工厂选址，指定特定的应急响应措施，并且可以对员工进行针对性的教育和指导，对于事故的预防和事故发生后的减灾具有重大的现实意义。

专利申请CN 104318623A提供了一种LNG接收站泄漏及燃爆事故模拟展示方法，但是模型中采用的事故后果计算方法是利用CFD模拟软件计算得到，CFD模拟软件专业性较强，操作复杂繁琐，并且展示结果单一，基于事故后果的员工教育针对性较弱，并且对模拟后果的理解与分析需要大量的专业知识积累，普适性较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示方法，通过构建的固体火焰模型对事故的危害后果热辐射危害进行准确的计算、化工场景精细还原以及交互功能的结合，使展示的事故后果更具有可信度，并且在保证事故后果计算准确的前提下，让人们更加容易理解事故的危害以及加强危患意识。

本发明所述的一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示方法，步骤为：S1、根据LNG的燃烧特性，构建LNG池火灾事故后果计算的固体火焰模型；

S2、根据建立的固体火焰模型，采用Mathcad工程计算软件，计算目标位置所受热辐射值；

S3、建立LNG工厂的3D场景，并设置工厂中可燃物质的特性，对泄漏事故场景进行模拟计算；将热辐射测量结果与泄漏事故场景模拟计算结果结合，得出燃烧物质的类别与燃烧范围，通过三维动画形式展示模拟事故火焰传播范围与发展后果。

进一步的，利用固体火焰模型对LNG池火灾进行后果计算，所述固体火焰模型为式(1)

q(x)＝SEP*F₁₂(x)*τ(x) (1)

其中q(x)为指定距离的热辐射强度，kW/m2；SEP为表面发射功率，kW/m2；F₁₂(x)为视觉因子；τ(x)为大气透射率。

进一步的，对固体火焰模型中的最大质量燃烧速率与吸收系数进行改进计算热辐射值，计算所述热辐射值的步骤为：

S2-1、根据池火直径d和最大质量燃烧速率，通过式(2)计算LNG的质量燃烧速率m_burn，进而通过式(3)确定总热释放速率Q；；

m_burn＝m_max(1-e^-kβd) (2)