Modeling and study of the explosion of gas storage tanks in compressed natural gas fuel stations (CNG)

Authors

University of Kashan

10.22044/jsfm.2024.13730.3802

Abstract

Due to the high pressure of natural gas compression for use in cars, there is always a possibility of danger such as explosion and fire. In this article, the possible scenario of the explosion in the storage tanks of the station has been investigated. First, the explosion in a single 80-liter tank and then the explosion in a group of tanks that form a domino incident are modeled. The results show that at a distance of 2 meters from the explosion site of a single tank, the pressure continues up to 4 bar and the probability of fatality of people in this distance is 99%. At a distance of 16 meters from the explosion site of a group of tanks, the pressure will reach 20 bar and the fatality of people in this range will be 99%. In both modeling modes, the amount of radiation heat flux reaches 37.5 kW⁄m2. Radiation in the explosion of the 80-liter tank covers a radius of 17.66 meters, and in the explosion of a group of tanks, the radius covers a radius of 55 meters, which will lead to the damage of the surrounding buildings and the fatality of people. By comparing the results, safely privacy and the amount of damage have also been predicted. The results of the research can be used to improve safety in the correct use of compressed natural gas and the correct positioning of station equipment.

Keywords

Main Subjects


]2[ مدیریت طرح احداث و توسعه ایستگاه‌های CNG شرکت پخش فراوردهای نفتی ایران، http://cng.niopdc.ir
]3[ مجیدی مقدم، ر، بیاتی، ا، خواجویی، ا، جادری، ف، (1392)شبیه‌سازی حوادث حاصل از نشتی درخطوط انتقال گاز با استفاده از نرم‌افزار PHAST، سومین کنفرانس برنامه‌ریزی و مدیریت محیط زیست، تهران، دانشگاه تهران.
]4 [سیفی، س، غفرانی، م ب، (1384) تحلیل ریسک و ارزیابی قابلیت اطمینان در ایستگاه‌های سوخت‌رسانی CNG، اولین همایش ملی مهندسی ایمنی و مدیریت HSE، تهران، دانشگاه صنعتی شریف.
]5[ شیرالی، غ ع، موسویان اصل، ز، جهانی، ف، سیاهی آهنگر، ع، اعتماد، ص، (1397) مدلسازی پیامد نشت آمونیاک از مخازن آن با استفاده از نرم‌افزار ALOHA و تدوین برنامه واکنش در شرایط اضطراری در یکی از صنایع فرایندی، مجله مهندسی بهداشت حرفه‌ای.، دوره ۵، شماره 2، صفحات ۱۲-۱۹.
[6] Andrew R. Carpenter, Russell A. Ogle, Ph.D., P.E., CSP Juan Carlos Ramirez, Ph.D., (2011) Risk Assessment of a Propane Storage Sphere:Maintain orDecommission?, Prepared for Presentation at American Institute of Chemical Engineers 2011 Spring Meeting 7th Global Congress on Process SafetyChicago, Illinois March 13-16, 2011.
]7[ صادقی یارندی م، کریمی ع، (1397) ارزیابی پیامد حریق و انفجار مخازن گاز متان در یک جایگاه توزیع گاز طبیعی فشرده، مجله ارتقای ایمنی و پیشگیری از مصدومیت­ها، دوره 6، شماره 4، صفحات 237 - 246.
[8] Mehdi Parvini, Ali Kordrostami, (2014) "Consequence modeling of explosion at Azad-Shahr CNG refueling", J. Loss Prevention in the Process Industries.
]9[ ایمانی ب، حبیب زاده ع، حبیب زاده ع، (1396) تحلیل توزیع فضایی بهینگی استقرار جایگاه­های سوخت (CNG) (نمونه موردی: شهر اردبیل)، نشریه پژوهش و برنامه‌ریزی شهری، سال هشتم، شماره سی‌ام.
]10[ اسکندری ط، محمد فام ا، میرزایی علی‌آبادی م، (1398) تحلیل ایمنی پویای ایستگاه­های CNG با استفاده از تکنیک درخت خطا و شبکه بیزین، فصلنامه بهداشت و ایمنی کار، جلد 9، شماره 4.
]11[ موسایی ا، هاتفی م ع، حیدری اصل م م، (1399)طراحی مدل جامع انتخاب بهترین سوخت در زنجیره ارزش گاز طبیعی (مطالعه موردی: کشور ایران)، پژوهشنامه اقتصاد انرژی ایران، دوره 10، شماره 37.
[13] https://farsnews.ir/news/14011129000290
[14] https://farsnews.ir/news/14020715000328
[15] khaki, A.H., “Iran One of the World Largest NGV Market,” Ninth International Conference and Exhibition on Natural Gas Vehicles (NGV 2004), Buenos Aires, Argentina, 26-28 October, 2004.

]16[ اصفهانیان، و، بهرامی ‌بالاجاده، ح، کردی، م، (1385)ایستگاه سوخت‌رسانی CNG، شرکت بهینه‌سازی مصرف سوخت، تهران.

[17] Neeraas, O.B., Hennine, E., Stenersen, D.,(2002) “NGV Master Plan for Iran, Conceptusal Design of Filling Station and Vehicle System.”Marintek Report.
]18[ مجنونی، ا، شکیبائی، م، شیخ‌زاده، ق ع، (1402) بررسی تجربی و مقایسه آلایندگی بنزین و گاز طبیعی در یک موتور احتراق داخلی، بیستمین کنفرانس دینامیک شاره­ها، سمنان، دانشگاه سمنان.
]19[ مهدوی، ش، لواسانی، م، (1392) ارزیابی قابلیت اطمینان جایگاه سوخت‌رسانی CNG، ماهنامه سلامت کار در ایران.
[20] C.J.H. van den Bosch, R.A.P.M. Weterings, (2005) Methods for the calculation of physical effects due to releases of hazardous materials (liquids and gases),Yellow book, Third edition Second revised print.
[21] Lees, FP, (1996) Loss prevention in the process industries, 2 nd edn, butterworth Heinemann, oxford.
[22] Quest Consultants Inc, (2009) Comparative Quanntitative Risk Analysis OF Motor Gasolne, LPG, and Anhydrous Ammonia as an Automotive Fuel.