CN104132964B - 一种用于加油站流淌火事故的模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加油站流淌火事故的模拟系统，其包括水泥槽，其中，水泥槽一侧的地面上设置有用于收集温度数据的温度单元，另一侧地面上设置有用于收集热流数据的第一热流单元，第一热流单元的一侧设置有获取流淌火数据的摄像头；水泥槽的一端设置有用于导入燃油的燃油导入装置，水泥槽另一端的地面上设置有用于收集热流数据的第二热流单元，其均与一数据处理装置通信连接。针对加油过程中加油枪跌落、拉断等事故时，油枪未能正常关闭而导致汽油、柴油等油品泄漏并引发流淌火火灾事故，研究流淌火的蔓延速率、燃烧面积、火焰高度、持续时间、温度分布以及辐射分布等，以实验获得的地面和水面流淌火的演化条件和关键参数的变化规律。

Description

一种用于加油站流淌火事故的模拟系统

技术领域

本发明涉及一种用于加油站流淌火事故的模拟系统。

背景技术

在加油站等油品销售站点，油品泄漏事故时有发生。当设备裂口较小时，泄漏的油品会一边流淌一边蒸发，聚集在低洼之处形成液滩；当裂口较大、油管脱开，油品会发生漫溢；当设备内压力大时，泄漏的油品会大量喷溅流淌。当泄漏的油品遭遇明火，尤其是夏天酷暑时，容易发生燃烧形成油品的地面流淌火，进而破坏其他罐体，引发大面积火灾、爆炸事故。又或者加油过程中加油枪发生跌落、拉断等事故时，油枪未能正常关闭而导致汽油、柴油等油品泄漏并引发流淌火火灾事故。加油站一旦发生泄漏会产生严重的后果，而目前国内外针对加油站泄漏引发事故的研究基本处于空白状态。

现有技术中也存在一种埋地卧式油罐燃爆事故危害测试装置，该装置由卧式埋地储罐、高能点火器、温度测试仪、压力测试仪和浓度监测仪等组成，能够模拟埋地油罐火灾爆炸场景并采集火灾爆炸实验数据资料。但其主要针对埋地油罐的火灾爆炸事故设置，并未考虑加流淌火火灾形成的过程。

目前对加油站汽、柴油燃料泄漏引发流淌火火灾的燃烧规律与后果测试的装置并无报道。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种用于加油站流淌火事故的模拟系统，以获得的地面流淌火的演化条件和关键参数的变化规律，为应急处置流淌火提供依据。

为解决上述技术问题，本发明方案包括：

一种用于加油站流淌火事故的模拟系统，其包括设置在地面上用于流淌燃油的水泥槽，其中，水泥槽一侧的地面上设置有用于收集温度数据的温度单元，另一侧地面上设置有用于收集热流数据的第一热流单元，第一热流单元的一侧设置有获取流淌火数据的摄像头；水泥槽的一端设置有用于导入燃油的燃油导入装置，水泥槽另一端的地面上设置有用于收集热流数据的第二热流单元，摄像头、温度单元、第一热流单元、第二热流单元均与一数据处理装置通信连接。

所述的模拟系统，其中，温度单元包括四个热电偶支架，热电偶支架沿水泥槽长度方向均匀布置，每个热电偶支架自上而下均匀布置有多个热电偶，位于对应热电偶支架最下端的热电偶与地面的距离为一米至一点五米，与水泥槽的距离为一米至一点五米，对应热电偶支架上相邻电热偶之间的距离为一点五米至两米；每个热电偶上均设置有一温度传感器。

所述的模拟系统，其中，上述第一热流单元包括多个热流传感器，多个热流传感器形成一个1×2的阵列，相邻热流传感器之间的距离为一米至一点五米。

所述的模拟系统，其中，上述第二热流单元包括多个热流传感器，多个热流传感器形成一个3×3的阵列，相邻热流传感器之间的距离为一点五米至两米。

所述的模拟系统，其中，燃油导入装置包括一导入钢管，导入钢管的一端位于水泥槽的对应端，导入钢管与水泥槽连接处设置有一自动点火装置，导入钢管的另一端与一埋在地下的防爆软管相连接，防爆软管通过流量计球阀、电子流量计与一输油泵相连接，输油泵通过对应管路与储油桶相连通，输油泵配置有用于抽取燃油的电动机。

所述的模拟系统，其中，上述数据处理装置包括数据采集器与终端电脑，数据采集器与终端电脑线路连接，摄像头、温度单元、第一热流单元、第二热流单元均与数据采集器通信连接。

本发明提供的一种用于加油站流淌火事故的模拟系统，通过水泥槽、摄像头、温度单元、第一热流单元、第二热流单元等元件的合理布局，针对加油过程中加油枪跌落、拉断等事故时，油枪未能正常关闭而导致汽油、柴油等油品泄漏并引发流淌火火灾事故，研究流淌火的蔓延速率、燃烧面积、火焰高度、持续时间、温度分布以及辐射分布等，以实验获得的地面和水面流淌火的演化条件和关键参数的变化规律为基础，建立加油站流淌火典型事故的后果预测模型，为加油站等储运场所的安全布局等提供科学的依据。

附图说明

图1是本发明中模拟系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于加油站流淌火事故的模拟系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种用于加油站流淌火事故的模拟系统，如图1所示的，其包括设置在地面上用于流淌燃油的水泥槽1，水泥槽1为2m×12m的规格，槽深15cm，有两个排污口。水泥槽1一侧的地面上设置有用于收集温度数据的温度单元，另一侧地面上设置有用于收集热流数据的第一热流单元，第一热流单元的一侧设置有获取流淌火数据的摄像头2，用于获取火场的实时数据；水泥槽1的一端设置有用于导入燃油的燃油导入装置，水泥槽1另一端的地面上设置有用于收集热流数据的第二热流单元，摄像头2、温度单元、第一热流单元、第二热流单元均与一数据处理装置通信连接。

在本发明的另一较佳实施例中，如图1所示的，温度单元包括四个热电偶支架3，热电偶支架3沿水泥槽1长度方向均匀布置，每个热电偶支架3自上而下均匀布置有多个热电偶4，位于对应热电偶支架3最下端的热电偶4与地面的距离为一点五米，与水泥槽1的距离为一米，对应热电偶支架3上相邻电热偶4之间的距离为两米；每个热电偶4上均设置有一温度传感器。热电偶4采用K型热电偶，其测温范围为0～1250℃，测温精度：≤0.5％F.S。为保护热电偶4正常使用，将传感器(除敏感元件外)、导线均使用钢管保护，并在钢管外包裹石棉和玻璃纤维布等耐高温材料以防止高温损坏。

更进一步的，上述第一热流单元包括多个热流传感器5，多个热流传感器5形成一个1×2的阵列，相邻热流传感器5之间的距离为一米。上述第二热流单元包括多个热流传感器6，多个热流传感器6形成一个3×3的阵列，相邻热流传感器之间的距离为一点五米。热流传感器距离地面高度为一米，热流传感器灵敏度为2.5uV/W，响应时间0.05s，测量范围为±200kW/m2，采用风冷技术。第一热流单元与第二热流单元分别用于测量火焰燃烧过程中两个方向上的热辐射信号。

在本发明的另一较佳实施例中，燃油导入装置包括一导入钢管7，导入钢管7的一端位于水泥槽1的对应端，导入钢管7与水泥槽1连接处设置有一自动点火装置8，导入钢管7的另一端与一埋在地下的防爆软管9相连接，防爆软管9通过流量计球阀10、电子流量计11与一输油泵12相连接，输油泵12通过对应管路与储油桶13相连通，输油泵12配置有用于抽取燃油的电动机14。为模拟加油枪泄漏的实际工况，输油泵12的流速在10L/min到70L/min范围内可调，流速的改变通过流量计球阀10控制，同时使用电子流量计11监测瞬间出油流速和累积流量。装在储油桶13内的汽油燃料等燃油，经输油泵12、防爆软管9、导入钢管7流入水泥槽1。为确保安全，储油桶13、输油泵12与水泥槽1之间的距离较远。防爆软管9被埋入地下，以避免高温损坏引发的不可控泄漏。为了防止泄漏停止时发生回火，导致管内爆炸，防爆软管9被采用U型管，确保在实验结束时防爆软管9内充满液体。

更进一步的，上述数据处理装置包括数据采集器15与终端电脑16，数据采集器15与终端电脑16线路连接，摄像头2、温度单元、第一热流单元、第二热流单元均与数据采集器15通信连接。热电偶4、热流传感器5、热流传感器6均需通过数据采集器15与终端电脑16(比如计算机、笔记本电脑等设备)进行连接，数据采集器15将模拟信号转化为数字信号，并通过网线传送给终端电脑16。数据采集器15能够对动态信号进行连续监测，其主要针对多通道连续信号进行动态采集、分析和存储。一台终端电脑16可以连接八台数据采集器15等设备，每台采集设备最多可同时测量十六个温度或热辐射信号。数据采集器15及终端电脑16均放置在室内，并通过埋地信号线外界对应传感器进行连接。而燃烧过程中可以使用摄像头2或者摄像机进行实时记录，摄像头2或者摄像机放置在水泥槽1正对面，固定在三脚架上，用于拍摄实验全景，记录火焰蔓延速率和火焰高度等参数。

为了更详尽的描述本发明，以下列举更为详尽的过程。

为探究流淌火实时燃烧面积与燃烧速率之间的关系，需在矩形油槽中进行多组实验，包括固定泄漏时间和固定泄漏总量两种。实验过程中，通过调节流量计球阀可使泄漏速率在10L/min到70L/min之间可调，同时还可以改变燃料类型(汽油、柴油)、延迟点火时间(即泄漏开始后延迟0s、5s、10s、20s……点火)等，以模拟不同的现场工况。具体的是：

清理水泥槽1，并将各个部件准备就位。

然后流速校准：将导入钢管7一端与储油桶13相连通，另一端放置在水泥槽1上，为电动机14供电，调整流量计球阀10，观察电子流量计11的示数，将输油泵12流速调整至实验设定值，关闭电动机14。

然后，打开终端电脑16、摄像头2；打开数据采集器15，采集热电偶4内传感器的零点漂移，对热电偶4内传感器进行温度补偿，设置热电偶4内传感器采样频率。

然后，为电动机14供电，开始向水泥槽1供油；打开自动点火装置8(点火时间可根据需求进行调整)；打开数据采集器15，开始进行数据采集。

泄漏流量或泄漏时间达到后，关闭电动机14，等待流淌火燃烧结束后关闭数据采集器15，关闭摄像头2，并清理实验现场。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (1)

1.一种用于加油站流淌火事故的模拟系统，其包括设置在地面上用于流淌燃油的水泥槽，其特征在于，水泥槽一侧的地面上设置有用于收集温度数据的温度单元，另一侧地面上设置有用于收集热流数据的第一热流单元，第一热流单元的一侧设置有获取流淌火数据的摄像头；水泥槽的一端设置有用于导入燃油的燃油导入装置，水泥槽另一端的地面上设置有用于收集热流数据的第二热流单元，摄像头、温度单元、第一热流单元、第二热流单元均与一数据处理装置通信连接；

温度单元包括四个热电偶支架，热电偶支架沿水泥槽长度方向均匀布置，每个热电偶支架自上而下均匀布置有多个热电偶，位于对应热电偶支架最下端的热电偶与地面的距离为一米至一点五米，与水泥槽的距离为一米至一点五米，对应热电偶支架上相邻电热偶之间的距离为一点五米至两米；每个热电偶上均设置有一温度传感器；

上述第一热流单元包括多个热流传感器，多个热流传感器形成一个1×2的阵列，相邻热流传感器之间的距离为一米至一点五米；

上述第二热流单元包括多个热流传感器，多个热流传感器形成一个3×3的阵列，相邻热流传感器之间的距离为一点五米至两米；

燃油导入装置包括一导入钢管，导入钢管的一端位于水泥槽的对应端，导入钢管与水泥槽连接处设置有一自动点火装置，导入钢管的另一端与一埋在地下的防爆软管相连接，防爆软管通过流量计球阀、电子流量计与一输油泵相连接，输油泵通过对应管路与储油桶相连通，输油泵配置有用于抽取燃油的电动机；

上述数据处理装置包括数据采集器与终端电脑，数据采集器与终端电脑线路连接，摄像头、温度单元、第一热流单元、第二热流单元均与数据采集器通信连接。