沼气工程火灾爆炸危险性及安全技术研究

【摘要】：随着经济的高速发展,全球性的能源危机和环境污染问题日益突出,沼气作为一种清洁无污染且可再生的生物质能源,可以有效缓解能源和环境危机。近年来在国家政策大力推动下,中国的沼气工程产业得到了大规模发展,但对其所存在的安全问题一直未给予应有的重视,留下了重大事故隐患。本文通过查阅文献和实地调研,了解国内沼气工程产业的发展现状及存在的问题。在研究沼气工程技术及工艺的基础上,对沼气成分及燃爆特性进行了分析。构建了沼气发酵厂房和室外储罐发生火灾爆炸的故障树,进行了定性和定量分析,找到了导致事故的薄弱环节和关键因素,并计算得到了发生火灾爆炸事故的概率。用道化学公司的火灾爆炸指数法对沼气工程的主装置区和储罐区的火灾爆炸危险性进行评价,确定了其工艺危险系数和安全补偿系数,并最终确定了其火灾爆炸危险等级。针对沼气泄漏后可能发生的闪火、气云爆炸、稳态燃烧以及可能进一步引发的沼气储罐爆炸进行定量分析,通过计算得到其安全半径和死亡半径,并详细列出了人体不同损伤程度的区间。在分析沼气燃爆特性的基础上,科学地确定了沼气沼气储罐与各个建构筑物的防火间距。从总平面布置、防火分区、防火间距、生产工艺、设备安全、安全防护、消防设施、安全色、安全标志八个方面研究了沼气工程安全技术。最后对沼气工程中存在的安全隐患进行详细分析,并提出了针对性的整改措施。本文的研究工作可以为制定沼气工程安全技术规程、设计规范以及企业制定安全管理制度提供依据。 【关键词】：沼气工程 故障树 道化学法 火灾爆炸指数 损伤半径 安全技术
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X932;S216.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 引言12-14
• 1.2 研究背景14-17
• 1.2.1 沼气工程产业发展现状14-15
• 1.2.2 国内沼气工程存在的问题15-17
• 1.3 国内外研究现状17-18
• 1.4 研究意义18-19
• 1.5 研究内容19-20
• 第2章 沼气工程技术及工艺研究20-28
• 2.1 沼气工程20-22
• 2.1.1 沼气工程的分类20-21
• 2.1.2 沼气工程的运行模式21-22
• 2.2 沼气发酵原理及工艺条件22-24
• 2.2.1 沼气发酵原理22-23
• 2.2.2 沼气生产工艺条件23-24
• 2.3 沼气生产工艺及设备24-27
• 2.3.1 沼气生产工艺构成24-25
• 2.3.2 厌氧发酵罐类型及特点25-26
• 2.3.3 沼气净化系统26
• 2.3.4 沼气储气柜(罐)26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 沼气工程火灾爆炸危险性分析28-58
• 3.1 沼气火灾爆炸危险性28-32
• 3.1.1 沼气的成分及特性28-30
• 3.1.2 沼气的火灾爆炸危险性30-32
• 3.2 故障树分析法(FTA)32-36
• 3.2.1 故障树中的基本事件及符号32-33
• 3.2.2 故障树分析法步骤33-34
• 3.2.3 故障树定性分析34-36
• 3.3 沼气工程火灾爆炸故障树分析36-46
• 3.3.1 故障树的构建36-40
• 3.3.2 沼气工程火灾爆炸故障树分析40-45
• 3.3.3 控制措施45-46
• 3.4 道化学指数评价法46-49
• 3.4.1 道化学指数法的应用46
• 3.4.2 道化学指数法的分析过程46-49
• 3.5 基于道化学法的沼气工程火灾爆炸危险分析49-57
• 3.5.1 沼气工程概况49-52
• 3.5.2 沼气工程火灾爆炸危险等级的评价分析52-57
• 3.6 本章小结57-58
• 第4章 沼气泄漏火灾爆炸危害定量分析58-76
• 4.1 沼气泄漏火灾爆炸形式58-59
• 4.2 室外沼气储罐泄漏闪火危害分析59-64
• 4.2.1 闪火热辐射计算模型59-61
• 4.2.2 沼气泄漏闪火实例计算61-63
• 4.2.3 闪火伤害后果分析63-64
• 4.3 生产间沼气泄漏气云爆炸危害分析64-69
• 4.3.1 气云爆炸压力冲击波计算模型64-65
• 4.3.2 生产间沼气泄漏爆炸实例计算65-66
• 4.3.3 生产间沼气泄漏爆炸灾害分析66-69
• 4.4 沼气输送管道泄漏稳态燃烧危害分析69-71
• 4.4.1 稳态燃烧热辐射计算模型69-70
• 4.4.2 沼气输送管道泄漏稳态燃烧实例计算70-71
• 4.4.3 沼气输送管道泄漏稳态燃烧危害分析71
• 4.5 沼气储罐爆炸后果分析71-74
• 4.5.1 地上储罐爆炸后果分析71-73
• 4.5.2 地下储罐爆炸后果分析73-74
• 4.6 本章小结74-76
• 第5章 沼气工程安全技术研究76-88
• 5.1 沼气工程安全技术76-81
• 5.1.1 总平面布置76
• 5.1.2 防火分区76-77
• 5.1.3 防火间距77-78
• 5.1.4 生产工艺78-79
• 5.1.5 设备安全79
• 5.1.6 安全防护79-80
• 5.1.7 消防设施80
• 5.1.8 安全色、安全标志80-81
• 5.2 沼气工程存在的安全隐患及整改措施81-87
• 5.2.1 项目工程概况81
• 5.2.2 存在的安全隐患81-84
• 5.2.3 整改措施84-87
• 5.3 本章小结87-88
• 第6章 结论88-90
• 参考文献90-94
• 致谢94

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