工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计

y本科毕业设计(论文)GRADUATION DESIGN(THESIS)题 目： 工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计学生姓名： 贾爱轩指导教师： 黄锐学 院： 资源与安全工程学院专业班级： 安全 1203 班工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计2本科生院制2016 年 05 月工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计I工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计摘要随着国内各类工业场所越来越多，工业场所的人员密集型厂房和车间，由于易燃易爆化学品和高温高压设备的存在，极易发生重大火灾爆炸事故，造成的人员和财产损失难以估计。在计算机模拟技术日新月异的今天，使用计算机建立火灾模型对火灾特性进行分析已经成为火灾研究的重要方法。本文首先对工业场所大型车间的特点以及火灾过程中的火灾特性进行分析的同时，对火灾时影响人员疏散的物的因素和人的因素进行分析，得出车间火灾对人生命安全产生威胁的三种测量指标，并确定这三种指标对人体产生疏散影响的数值，得出车间工人安全撤离火灾场所所用的时间。在此基础上,以湖南世纪钨材股份有限公司 1 号车间为研究对象,通过建立车间物理模型,根据车间重大火灾危险源设定两个火灾场景（丙酮仓库和氢气制备室）,研究了车间火灾过程中各个安全出口的温度、能见度以及 CO浓度随时间的变化趋势。通过软件将建立的火灾场景运行，得出车间火灾发展过程产生的数据。通过数据分析，计算出 TESET 和 TASET 的数值，通过对比这两个值，评估车间在火灾事故中工人全部安全撤离车间的可行性。最后，由计算出的火灾仿真模拟的结果，分析出人员疏散过程中存在的问题，针对问题，对世纪钨材 1 号车间的疏散路线提出改进建议。关键词：工业场所 大型车间 火灾模拟 人员疏散 疏散路线 工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计IIIndustrial sites fire simulation technology and evacuation route designABSTRACTWith more and more types of domestic industrial sites, personnel-intensive factories and workshops industrial sites, due to the presence of flammable and explosive chemicals and high temperature and pressure equipment in case of fire, it will not only cause huge economic losses, but also cause Qunsiqunshang phenomenon. With the rapid development of computer simulation technology, fire, fire simulation technology has become an important tool for fire safety research.Firstly, three measurements on the fire behavior characteristics of industrial sites and large workshop fire during the analysis, while the impact of the fire evacuation of material factors and human factors analysis, the fire in the plant reaches a dangerous state of indicators, and to identify these three indicators have reached a dangerous threshold, the security required to obtain evacuation time standards. On this basis, Hunan tungsten century Materials Co., Ltd. No. 1 workshop for the study, through the establishment of a physical model of the workshop, according to a major fire hazard workshop setting two fire scenarios (acetone, hydrogen storage and preparation rooms), research workshop temperature during each fire safety exit, visibility and CO concentration trends over time. Run by FDS model, simulation data obtained when a fire in the plant. Through data analysis, calculate the time value TESET and TASET by comparing the size of these two is worth, it is determined in the workshop after a fire evacuation safety.Finally, according to the monitoring data FDS fire simulation software to get three 工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计IIIrisk factors, analysis of the safety of exports reached a dangerous state of the time, the design of safe evacuation routes after the fire floor.Keywords: fire simulation, safe evacuation, industrial sites, evacuation route, Large workshop.工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计IV目录第一章 绪论 .11.1 课题背景与研究意义 .11.1.1 课题背景 .11.1.2 研究意义 .51.2 国内外研究状况 .71.2.1 火灾模拟技术的研究 .71.2.2 人员疏散的研究 .91.3 研究内容与方法 .101.3.1 研究内容 .101.3.2 研究方法与技术路线 .10第二章 工业场所火灾分析 .122.1 工业场所火灾事故案例原因分析与研究 .122.1.1 事故案例 .132.2 大型车间的特点 .142.2.1 大型车间的含义 .142.2.2 大型车间的火灾特点 .142.3 车间疏散时间判定条件 .152.3.1 火灾到达危险状态的判定条件 .162.3.2 全部人员安全撤离火灾场所的时间 TRSET.182.4 PyroSim 介绍 .19第三章 世纪钨材车间火灾模拟 .213.1 世纪钨材简介 .213.1.1 公司简介 .213.1.2 车间概况 .21工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计V3.1.3 主要火灾爆炸危险源分析 .213.2 车间建模 .213.2.1 创建网格 .213.2.2 输入材料数据 .223.2.3 车间物理模型的创建 .263.2.4 设置检测点 .283.2.5 火源的设定 .293.3 车间火灾场景运行结果 .303.3.1 丙酮仓库起火 .303.3.2 氢气制备室起火 .313.4 火灾场景模拟结果 .323.4.1 CO 浓度分析 .323.4.2 能见度分析 .403.4.3 环境温度分析 .483.5 火灾发展到危险状况的所需时间 TASET .56第四章 车间人员安全疏散路线设计 .584.1 车间人员介绍 .584.2 人员疏散模拟结果分析 .584.2.1 车间人员疏散情况可视化过程 .584.2.2 人员疏散移动时间的确定 .594.3 人员安全疏散方案制定过程 .604.3.1 各出口工人撤离速度分析 .604.3.2 疏散路线设计 .644.4 车间人员安全疏散判定 .654.4.1 分析丙酮仓库火灾人员疏散的安全性 .654.4.2 分析氢气制备室火灾人员疏散的安全性 .65第五章 总结与展望 .66工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计VI5.1 主要工作和结论 .665.1.1 本次毕业设计的主要工作内容 .665.1.2 本次设计完成后得出的结论 .665.2 进一步展望 .67致谢 .68参考文献 .69工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计第 1 页 共 78 页第一章 绪论1.1 课题背景与研究意义1.1.1 课题背景随着中国社会经济前进的脚步，当代工业也得到较快的发展。各类工业场所的不断增加，导致各种化工企业和制造行业的厂房和大型车间也越来越多。这些工厂和车间一般属于人员密集型场所，除此之外不断增加的人员密集型场所还有各种商场、娱乐场所等。这些场所的逐渐增多，带来了很多好处。这些场所有的生产产品，供人们使用；有的销售产品，供人们消费；还有的主营娱乐，供人们消遣娱乐。一方面，这些场所的增加使人们的生活更加便利，更加有质量。另外一方面，这些场所拉动经济增长，增加就业率。虽然这些带来的好处很多，但是，凡事有好的一面，就有坏的一面。这些人员密集场所在给人们带来各种生活便利、提高生活水平的同时，也蕴藏着重大的危险源。例如工业场所工厂车间易燃易爆危险化学品导致的火灾爆炸，公共娱乐场所的火灾以及火灾时人员疏散过程中踩踏事故等。我国火灾形势从 2000 年开始到 2009 年，总体变化情况为向下抛物线的趋势。从2000 年开始上涨，2004 年为抛物线的顶端，从 2004 年以后开始慢慢下降 1。产生这种现象的原因，是因为这段时间是我国经济水平不断高速增长的几年。经济的发展产生了很多传统行业的转型，新兴行业的崛起，在这个过程中，有较多财富的积累。而这些财富分布比较集中，遭到破坏的可能性很大。在前期的上升阶段，火灾类型在不断更新，而消防设计理念还相对落后，落后的理念无法应对新的形势。例如消防设计的不合理使得新的火灾发生时，消防力量与火灾形势不匹配。企业旧的火灾应急设施在新型火灾面前无法起到作用等问题。所以才导致前面阶段的上涨形势。2004 年过后，国家和企业都意识到现在情况的严重性，开始有所行动。所以开始提高消防基础设施，更新消防设计理念，终于将火灾形势控制在下降状态 2。表 1-1 是我查询统计到的我国的一些数据。是 2002 年到 2011 年的火灾事故的数据。表中统计了 2002 年到 2011 年间统计的火灾事故的数据。而图 1-1 和 1-2 是根据表中数据做出的更为直观的图。数据显示出，表中年份每年有两项指标都是在不断下工业场所火灾模拟技术及疏散路线设计第 2 页 共 78 页降的，分别是火灾发生起数和人员受伤人数。而死亡人数呈向下抛物线状态。但是，在直接经济损失方面，总体趋势却是一路上涨。从图 1-2 可以很直观的看到这种现象。可见，当前火灾的发展趋势不容乐观，必须引起重视。 表 1-1 火灾事故数据统计项目 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011发生/起 258315 253932 252704 235941 222702 163521 136835 129381 132497 125417死亡/人 2393 2482 2558 24