噴淋系統(tǒng)對制冷站氨泄漏事故影響的數(shù)值模擬.pdf

1、氨以其良好的熱力學(xué)性能及對大氣層無任何不良反應(yīng)等特性，正取代氟利昂而被廣泛應(yīng)用于大型制冷裝置中，但是由于氨具有易燃、易爆、有毒等物理性質(zhì)，發(fā)生氨泄漏事故會造成人員生命和財產(chǎn)損失的嚴(yán)重后果，在局部空間內(nèi)部的液氨泄漏事故，尤其是中毒傷害，比室外氨泄漏事故造成的損失更大。制冷站空間狹小，如發(fā)生氨泄漏事故時采取應(yīng)急措施不當(dāng)，氨會在短時間內(nèi)擴(kuò)散，布滿整個站內(nèi)空間，嚴(yán)重威脅到工作人員和救援人員生命安全。國內(nèi)外對室外環(huán)境液氨儲罐泄漏和擴(kuò)散做了大量研究

2、，包括泄漏事故的理論機(jī)理、泄漏狀態(tài)變化及影響因素等，《冷庫設(shè)計規(guī)范》GB50072-2010中也規(guī)定了“壓縮機(jī)房貯氨器上方宜設(shè)置水噴淋系統(tǒng)和選用開式噴嘴”，噴淋系統(tǒng)作為救援裝置，氨泄漏事故發(fā)生時，其可以迅速降低站內(nèi)空氣中氨氣濃度、減緩氨氣擴(kuò)散速度，降低事故嚴(yán)重程度，已經(jīng)得到大量應(yīng)用。但是對于噴淋系統(tǒng)并未給出明確的布置要求，如噴嘴布置參數(shù)、出水壓力及噴嘴間距等，對多家制冷站調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，噴嘴布置的確不統(tǒng)一，主要常見為貯氨器側(cè)上方“邊墻布

3、置”及正上方“頂板布置”，這類隨意布置的情況會嚴(yán)重影響噴淋系統(tǒng)對泄漏氨的吸收，降低救援效果。為確定適用于制冷站的噴淋系統(tǒng)工作壓力、噴嘴設(shè)置位置及噴嘴間距，本文進(jìn)行以下方面研究:
　　1.采用Fluent對制冷站氨泄漏后氣體湍流擴(kuò)散運(yùn)動進(jìn)行模擬，分析氨氣IDLH(Immediately Dangerous to Life or Health concentration)區(qū)域、爆炸危險區(qū)域及低溫危險區(qū)域變化趨勢，總結(jié)站房內(nèi)部危險區(qū)域分

4、布特性。
　　2.采用離散相模型及壓力-旋流霧化模型對噴淋系統(tǒng)進(jìn)行模擬，選取顆粒軌道模型跟蹤液滴運(yùn)動，通過改變噴嘴工作壓力，監(jiān)測液滴索太爾平均直徑(SMD)大小及液滴下降速度，優(yōu)化噴嘴霧化效果。
　　3.噴嘴采用貯氨器側(cè)上方邊墻布置，觀測制冷站內(nèi)氨氣IDLH區(qū)域及爆炸危險區(qū)域，分析此種布置方式對氨泄漏事故應(yīng)急處置的適用性。
　　4.噴嘴采用貯氨器正上方頂板布置，通過改變噴嘴位置、噴嘴個數(shù)及間距，觀測制冷站內(nèi)氣體運(yùn)動規(guī)律