工程师评估列车脱轨情况下液化天然气罐泄压阀的可靠性

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西南研究所(SwRI)帮助联邦铁路管理局(FRA)确定了液化天然气罐泄压阀在火车脱轨情况下的可行性。FRA的报告显示,SwRI进行的一项研究表明,泄压阀按照设计工作,可以在发生脱轨时防止超压和爆炸。

负责此次测试的SwRI的马特·加塞克(MattGacek)表示:“通过铁路运输液态天然气的储罐上的泄压阀旨在在发生脱轨或火灾时排出液态天然气的顶部空间。”

“储罐是双层的,并用低温液体隔热,但仍然有一点热量使其进入冷的液态天然气并开始沸腾。随着压力的增加,压力阀将流体排出储罐以防止火车车厢过压。”

根据交通统计局的数据,火车每年平均脱轨超过1,000次,但很少造成人员死亡或重大损失。

加塞克说:“SwRI试图确定在火车脱轨和翻转后阀门是否仍能正常排放流体,导致储罐的低温液体流过阀门。”

出于安全考虑,SwRI使用液氮作为液态天然气的替代品,并模拟了安全压力阀在火车脱轨时的情况。

“我们测试的泄压阀设计为在大约115PSI时打开,”Gacek说。“我们将一个大型液氮罐加压至200PSI,并观察不同超压水平下通过阀门的流量。”

测量压力、温度和流量的传感器连接到液氮罐的排放管线。连接到测试的泄压阀的管道的构造类似于液化天然气轨道车中的泄压阀管道。

“我们确定了在各种条件下通过泄压阀的实际排放流量,”加塞克说。“例如,我们必须确保,如果容器侧翻,这些阀门能够以足够高的速率从容器内部排出流体,以防止超压和爆炸。”

该项目的第二部分涉及评估正在运行的泄压装置潜在火灾的影响。为了实现这一目标,SwRI创建了加压天然气火焰,并在几个安全距离处测量了温度和热通量。

SwRI消防技术部首席工程师JasonHuczek表示:“我们以不同的流速排放天然气,将其点燃并描述火焰周围的环境。”“这使我们能够看到火焰产生什么样的暴露以及它如何影响周围的物体,例如下一个坦克。”

火灾测试数据将验证计算机建模计算,使未来的研究人员能够调查各种事故场景。该项目由主承包商弗里德曼研究公司(FriedmanResearchCorporation)于2022年至2023年期间实施,历时13个多月。

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