基于FDS数值模拟的LNG储备站火灾安全评定研究

■ 高明旭 薛艳平 张宏涛 白玉星 张乙 北方工业大学土木工程学院

液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG）是由天然气进行净化处理，通过常压液化降至其沸点之后形成另一种能源形式。甲烷是主要成分，属于相当优质环保的燃料。同时，LNG的危险性极高，给人们的生命财产安全带来了巨大威胁。近年来，LNG储罐火灾安全事故屡屡发生，造成了巨大的经济损失。

1944年克里夫兰LNG因储罐泄漏发生爆炸和火灾。1972年1月，加拿大东蒙特利尔魁北克的一座LNG调峰站因压缩机入口的天然气管道超压泄漏发生爆炸。2014年2月8日，江苏徐州市二环西路北首沈场立交桥旁加气站的储气罐发生泄露引发大火。因此，LNG储备站火灾安全便成了重要的研究课题。

经统计显示，火灾主要是LNG泄漏引起。而在LNG火灾类型中，池火是对厂区的危险性最大。当发生 LNG 池火灾时，池火火焰的热辐射场会对周围一定范围内的设备和人员造成危害。如果厂区内的布置不合理、存在安全隐患，很有可能会引起进一步的火灾，造成更大的损失。本文基于FDS软件，以LNG场站真实情况布置建立模型，分析了最不利工况火灾场景下火灾造成事故严重程度、场站温度场的分布及热辐射危害的影响范围。由此确定LNG储罐周围的危险区域和安全范围，从而为该液化天然气储备站的规划设计提供数据支持，使其池火火灾对周围的危害损失降低到可接受的水平。

一、数值计算原理

FDS （Fire Dynamics Simulator）以火灾中的流体运动作为主要模拟对象，专用于火灾动态数值模拟，适用于火灾发展过程中烟气的传播和火焰周围热辐射通量变化以及蔓延的数值仿真 。……