Εκτίμηση επιπτώσεων στο περιβάλλον από πυρκαγιά υγρών καυσίμων σε δεξαμενή αποθήκευσης

Γκολέμι, Αλέσια

Environmental impact assessment of a liquid fuel fire accident in a storage tank

Διπλωματική εργασία

Author

Γκολέμι, Αλέσια

Date

2022-03-04

Advisor

VASILOPOULOS, KONSTANTINOS
Sarris, Ioannis

Διπλωματική εργασία (3.682Mb)

Keywords

Περιβαλλοντικές επιπτώσεις ; Πυρκαγιές ; Προσομοίωση πυρκαγιάς ; Υπολογιστική ρευστομηχανική ; Βιομηχανικά ατυχήματα ; Δεξαμενές αποθήκευσης καυσίμων ; Large eddy simulation ; Crude oil pool fire ; Toxic exposure limit ; Risk zones ; Fire dynamics simulator

Abstract

Η διπλωματική εξετάζει την εξέλιξη μιας πυρκαγιάς σε δεξαμενή αποθήκευσης υγρών καυσίμων σε μία μεμονωμένη δεξαμενή αργού πετρελαίου, παρουσία ανέμου. Εξετάστηκαν τα χαρακτηριστικά της ροής του αέρα γύρω από την γεωμετρία μιας κυλινδρικής δεξαμενής και πραγματοποιήθηκε η προσομοίωση πυρκαγιάς της δεξαμενής με την χρήση μοντέλου Υπολογιστικής Ρευστομηχανικής (CFD) και συγκεκριμένα του κώδικα Fire Dynamics Simulator (FDS). Για την επαλήθευση των αποτελεσμάτων των υπολογιστικών προσομοιώσεων πραγματοποιήθηκε πείραμα σε υπό κλίμακα γεωμετρία σε αεροσήραγγα. Η μελέτη καθόρισε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις του ατυχήματος μέσω του προσδιορισμού της κατανομής των σωματιδίων καπνού, από την οποία εξήχθαν οι ζώνες επικινδυνότητας μετά το ατύχημα λίμνης φωτιάς στην δεξαμενή.

Abstract

Accidental releases of flammable hydrocarbons in chemical process industries can trigger severe hazards, considering incidents of fires as the most common accidental events that may lead to catastrophic consequences in terms of life and property losses. In order to analyse the influence of the wind speed on the fire characteristics and hazards of large crude oil storage tank, this thesis initially investigated the behaviour of air flow around a cylindrical geometry, using Computational Fluid Dynamics methods (CFD) and experimental data on a scaled-down model, to ensure the validation of the numerical results. The simulation was conducted with the Fire Dynamics Simulator (FDS), which is a Large Eddy Simulation (LES) code. Then, a real scale test was carried out, to simulate the fire of a real scale crude oil storage tank under a specific wind speed. The fire characteristics such as flame, smoke, and temperature distributions of the tank were studied. Finally, an environmental impact assessment took place by extracting the risk zones from the concentration of the spread toxic pollutants.