油氢合建站储氢瓶组氢气泄漏扩散行为研究

作     者：汪侃 张思琪 刘晓雷 汪皓 赵亮 时婷婷 周明君 WANG Kan;ZHANG Siqi;LIU Xiaolei;WANG Hao;ZHAO Liang;SHI Tingting;ZHOU Mingjun

作者机构：上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 中国舰船研究设计中心武汉430064 国家电投集团科学技术研究院新能源技术研究所北京102209 

出 版 物：《安全与环境学报》 (Journal of Safety and Environment)

年 卷 期：2024年第24卷第5期

页      面：1691-1700页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52001196) 中国交通教育研究会研究课题(JTYB20-60) 上海市软科学重点项目(20692193100) 中央高校基本科研业务费专项(2020CXNL10) 

主　　题：安全工程 氢能安全 氢气泄漏 扩散行为 油氢合建站 

摘      要：为探究油氢合建站储氢瓶组阀体面板失效后引发的氢气泄漏事故及氢气扩散行为的影响因素,根据真实场景构建等比例数值模型,针对不同泄漏源和环境风力条件下的氢气泄漏扩散过程进行了模拟研究,从事故后果角度提出了不同事故场景下的应急处置方式。结果表明,当储氢瓶组发生小孔泄漏时,氢气运动沿中心线形成欠膨胀射流,在泄漏源周围形成氢气云团高浓度分布。随着泄漏口孔径增大,短时间内氢气扩散在距离泄漏源较远区域形成具备爆炸性的混合气云团。氢气泄漏方向的改变直接影响其扩散行为的变化,促使氢气/空气混合气云团分布区域呈现显著差异。对于水平泄漏模式下的氢气扩散行为要着重考虑站内装置和设备的阻挡作用,而竖直向下的泄漏模式会造成范围更广的高浓度氢气聚集。随着环境风力的增强和站内布局复杂化,泄漏氢气在局部区域浓度升高,沿下风向水平范围的扩散半径增大,而在竖向空间的扩散高度下降,爆炸性混合气云呈现朝下风向区域移动的趋势。