CNG储气井泄漏计算与动态监测

采用BWRS方程描述储气井内CNG的状态,采用正割法求解储气井内CNG的密度,基于CNG储气井质量平衡方程,建立了CNG加气站地下储气井泄漏计算模型,阐述了计算和监测步骤.基于VB6.0开发了泄漏计算及监测程序,进行了实例分析.结果表明:储气井内的储气量与压力成正比,与温度成反比,由于地下储气井温度接近地温,相对恒定,因此井内压力是反映储气量的主要指标,储气井发生泄漏时,其压力变化明显;该计算方法精度高且比较稳定,可以满足一般工程的应用要求,但因其最大误差不可忽略,故无法准确判断微小的泄漏.     

基于故障树与贝叶斯网络的川气东送管道风险分析

为了视情排查川气东送管道关键危险源,保障天然气安全平稳输送,对川气东送管道的事故风险开展评估。提出了一种基于故障树与贝叶斯网络相结合的管道事故风险分析方法:将故障树分析清晰的因果建模能力和贝叶斯网络强大的动态更新能力相结合,根据川气东送管道的设计、运行及维护实际情况,建立了川气东送管道事故致因模型;将模型映射至贝叶斯网络,分析得出川气东送管道事故风险为1×10~(-3)等级,其中腐蚀是川气东送管道事故的第一风险因素;通过概率更新分析,得出了5条关键失效致因链。关键风险因素和失效致因链的得出对管道运行现场的危险源排查和风险预防具有指导意义,但仍不够精确,需进一步统计分析基本失效事件的概率数据,以得出更加准确的风险评估结果。     

安全屏障对储油罐区池火灾多米诺效应概率的影响

随着石油储库朝大型化、集约化方向发展,罐区工艺与设备日趋繁杂,一旦发生火灾事故,极易引发多米诺效应,导致灾难性后果.为了降低石油储库事故对周边人员、环境等造成的影响,基于主动、被动、应急与响应措施3种安全屏障的性能,采用事件树与贝叶斯网络方法针对不同安全屏障建模,进而对事故多米诺效应概率进行定量评估.结果表明:多层安全...     

基于贝叶斯网络的城市燃气管道安全失效概率

贝叶斯网络对不确定性问题具有强大的处理能力和自我学习更新能力,而贝叶斯网络软件的应用提高了基于贝叶斯网络风险预测的有效性。建立了基于贝叶斯网络的城市燃气管道失效概率分析模型,运用HUGIN和MSBNX软件工具,结合某市天然气管道案例,计算多态故障顶事件安全失效概率和各失效因素的结构重要度。运用BN的推理能力,对造成管道安全失效的自然破坏因素和腐蚀因素分别进行单因素和双因素修正。修正后的贝叶斯网络模型更加符合实际,对提高城市燃气管道安全失效定量分析的系统性、预见性和准确性具有更好的现实意义,也充分显示了贝叶斯网络在处理复杂系统风险分析中独特的优越性和适用性。     

基于改进SHIPP模型的大型原油库区事故风险预测

隐患、未遂事故及无伤亡事故等异常事件是重大事故的早期预警和征兆,此类事件发生频率高,通过建立事故模型识别及纠正事件中的不安全因素能够有效预防重大事故发生。结合油库工艺特点和事故特征,对系统危害辨识、预测及预防(System Hazard Identification,Prediction and Prevention,SHIPP)模型改进,建立基于安全屏障的油库事故模型。采用故障树和事件树相结合的方式构建原因-后果关系模型,将故障树和事件树映射为贝叶斯网络以表征不确定性和条件依赖性。针对新的证据信息,通过贝叶斯网络更新机制实施概率更新;基于贝叶斯理论对现场异常事件数据进行经验学习,降低先验概率的不确定性,实现对油库事故的动态风险预测。对某油库算例分析结果表明,库区发生物质和能量释放的概率较大,整体安全性能趋于退化,应加强安全检查和隐患排查的力度。研究成果可为大型油库风险预测和事故预防提供科学指导和决策支持。     

天然气管道失效的定量风险分析

提高天然气管道安全失效定量分析的准确性,对管道的安全运行与管理具有十分重要的意义。贝叶斯网络具有强大的建模分析能力,能够合理运用各种信息处理现有概率安全评价方法在描述系统多态性、非确定性、动态性等方面存在的问题。概述了天然气长输管道破坏的主要影响因素,运用事故树向贝叶斯网络转化的算法,建立了长输天然气管道贝叶斯网络定量分析模型,确定了管道失效概率的计算方法。在此基础上,运用HUGIN贝叶斯网络软件对某长输管道进行了案例计算和失效分析,实现了对事故树分析难以描述的事件状态多态性和逻辑关系非确定性的修正。     

考虑裂纹的CNG地下储气井剩余强度数值模拟

由于天然气中存在的硫化氢等气体具有腐蚀性,因此储气井在建设和服役过程中,井管内表面容易在腐蚀和应力的双重作用下产生裂纹,最终导致井管破裂失效。建立储气井井管-水泥环-地层数值模型,采用传统基于工作应力的方法和基于断裂力学应力强度因子的方法分析了含裂纹储气井的剩余强度,得出不同条件下许可裂纹的尺寸。结果表明:基于断裂力学应力强度因子的分析方法可以更准确地判定危险点位置,能够有效排除CNG储气井安全事故隐患。(图7,表1,参25)     

盐穴地下储气库风险评估技术与控制措施

从风险评价标准、风险识别因素、失效概率和失效后果计算等方面,介绍了盐穴地下储气库风险评估技术的研究进展。基于盐穴地下储气库风险评估从定性向定量化发展的趋势,提出了实施定量风险评估的关键技术,包括分析评估单元的划分、风险因素的识别、失效模式确定、事件发生概率的计算、事件发生后果的计算、风险计算、风险容忍度的确定等。基于风险控制目标和步骤,提出了设置监控井、规范监/检测作业和维修更换管理、设置防护栏和预测盐穴体积收缩率等盐穴储气库风险控制措施。     

石油储运设施衍生的多场景灾害评价技术

石油储运设施失效后对其周边公共安全带来挑战,为有效遏制石油储运设施事故造成的恶劣影响,需对多场景下的衍生灾害进行定量评价,开展衍生灾害后果评价体系研究。分析了普通事故与灾害事故的差异性,给出了石油储运设施衍生灾害的定义,用于综合考量灾害事故发生概率及影响后果。从衍生灾害系统、致灾机理以及孕灾环境3方面提出基于孕灾环境活跃度的衍生灾害评价模型。以石油管道所在的人口稠密区和环境敏感区发生的灾害事故为例,运用衍生灾害评价模型,通过贝叶斯网络计算管道泄漏引发火灾后该地区储运设施的失效概率以及孕灾环境活跃度。结果表明:综合考虑灾害频率和灾害后果建立的衍生灾害评价模型,可表征多场景的灾害损失程度,更能体现储运设施事故的灾害特性,可为石油储运设施的安全措施制定以及应急管理、应急资源规划等提供参考。(图7,表6,参21)     

城镇燃气管道典型事故案例保护层分析

为实现对城镇燃气管道风险因素的定量评价,以美国城镇燃气管网典型管道泄漏火灾、爆炸事故为例,应用保护层分析方法,确定了事故场景,辨识事故场景的起始事件、中间事件和结果事件,建立了独立保护层模型,找到了引发事故的根本原因。以此为基础,利用保护层模型分析后果事件的发生概率,提出了一种完整的城镇燃气管道失效及风险评估的半定量分析方法。研究表明:应用保护层分析方法可以有效地进行事故分析,为事故预防和控制提供指导;基于保护层失效概率的半定量风险评价方法,可为管道风险评价、风险预警、风险决策及制定事故应急预案等提供科学依据和方法指导,具有重要的工程应用价值。     

原油管道外腐蚀风险评价

介绍了应用解析法评估腐蚀管道失效风险的方法,根据ASME B 31 G和DNV等规范建立了腐蚀管道失效概率计算模型,结合国外管道事故统计结果,应用伯努利能量方程建立了后果评价模型,论述了建立风险可接受标准的方法.     

基于失效概率的老龄油气管道判废方法

服役年限较长的老龄油气管道事故频繁,结构安全性低,运维成本高,需要做废弃处理。提出了一种基于失效概率的老龄管道判废方法:广泛调研国内外油气管道事故数据,参考事故频率数据,推荐了管道基本失效概率,以目标管道或同期建设、运营环境相似的管道事故历史数据计算的失效风险概率作为判废评估指标,通过无量纲化的风险系数给出老龄管道废弃指导意见。该方法可实现油气管道定量判废评估,有效解决老龄管道的判废问题。     

易凝高粘原油管道凝管失效风险分析

采用事故树方法对易凝高粘原油管道发生凝管失效的各种因素进行了分析,并定量计算了发生失效概率以及发生凝管事故造成的各种经济损失。利用凝管失效风险分析结果,可以有效指导易凝高粘原油管道的安全运行,并为管道的维护与安全性评估提供科学依据。     

盐穴储气库储气与注采系统完整性技术进展

完整性管理是储气库安全管理的发展方向,储气与注采气系统是盐穴型储气库最重要的组成部分,研究并实施储气与注采气系统的完整性管理对保障盐穴型储气库安全运行具有重要意义。综述了在盐穴型储气库储气与注采气系统完整性管理中风险评估和完整性评价两项关键技术的研究进展。在风险评估方面,识别出了风险因素,建立了定量风险评估方法,包括失效概率计算方法、失效后果估算方法及风险评估方法;在完整性评价方面,分析了井筒损伤因素及其类型,提出了储气库溶腔稳定性评价、含缺陷套管完整性评价以及注采气管的疲劳寿命和冲蚀寿命预测方法。（图8,表1,参10）     

基于知识元的突发灾害事故动态情景模型

针对非常规突发灾害事故情景建模中信息资源丰富但来源众多、异质特性明显及微观分析不足等问题,研究采用知识元表示法,从突发灾害事故的情景状态、应急救援活动、孕灾环境及承灾体4个角度进行描述,结合灾害事故演变不确定性、自组织性的特点,构建了基于动态贝叶斯网络的灾害事故动态情景模型。利用青岛"11·22"输油管道泄漏爆炸事故,验证了基于知识元和贝叶斯网络的非常规突发灾害事故动态情景模型的科学性和有效性。结果表明:动态情景模型的情景演化路径与实际管道泄漏事故演化的顺序基本相同。研究结果可为制定非常规突发灾害事故的预防方案提供一定的参考依据。     

美国油气管道基本失效概率评估方法及启示

为充分利用油气管道历史失效数据,减少失效概率评估过程中的主观性,提出油气管道基本失效概率的概念及评估方法。对美国管道及危险物品安全管理局数据库的油气管道里程数据、事故数据及失效因素数据进行全面分析,采用基于事故统计的方法评估油气管道基本失效概率。结果表明:美国危险液体管道、输气集气管道、配气管道发生一般事故的基本失效概率分别为1.29次/(10^3 km·a)、2.17次/(10^4 km·a)及4.08次/(10^5 km·a),发生较大事故的基本失效概率分别为4.58次/(10^4 km·a)、1.41次/(10^4 km·a)及2.38次/(10^5 km·a),发生重大事故的基本失效概率分别为9.09次/(10^6 km·a)、9.79次/(10^6 km·a)及1.11次/(10^5 km·a)。美国基本失效概率可作为油气管道失效概率评估的基准线,也可作为风险可接受标准的依据,但不能直接应用于中国管道风险评价,需对其进行修正,建立适用于中国管道的失效数据库。     

动态核事故农业后果评估模型开发及应用研究

为了评估核事故对农业生态环境的影响,建立了动态核事故农业后果评估模型AgrRAM(Agriculture radioactivity assessment Model)。AgrRAM基于动态模型理论,从沉积计算开始模拟了放射性核素在农业环境中的动态迁移过程,真实地反映了核事故后农业辐射效应。用AgrRAM模型以田湾核电厂为中心进行200 km×200 km范围的假想事故模拟计算,计算了不同事故时间典型农产品比活度空间分布及时间序列,说明AgrRAM具有动态模拟核事故农业后果的功能。计算结果表明:事故发生时间与农产品的生长特征密切相关,134Cs在不同事故时间农产品中的最终活度变化为1～2个数量级,131I不同事故时间对最终活度的影响达1～5个数量级;相同条件下,农作物中131I的活度水平衰减较快,如果收割时间距事故时间间隔较长,则131I的辐射危害较小。模型参数灵敏度测试显示转移因子对活度水平影响显著,尤其是只有根吸收的作物。模型的可靠性验证分析显示,AgrRAM与保守的平衡模型结果偏差在5倍左右,说明了AgrRAM结果的可靠性。     

基于事故树与贝叶斯网络的农产品供应链风险评估

为了探究物联网模式下农产品供应链的风险影响程度,提升农产品供应链整体水平。基于物联网层次模型结合农产品供应链风险影响因素,以农产品供应链的风险因素为研究对象,以事故树模型为基础,构建基于事故树模型的风险因素树形图,并将其映射为贝叶斯网络,通过结合专家给出的风险影响因素值进行三角模糊数处理来降低人为因素的影响,最终通过正向、反向推理分析各基本事件的重要度并进行排序,有效定量评估各事件的风险性,并找出最薄弱的环节,进而提出针对性的改善措施。结果表明,将事故树模型引入农产品供应链进行研究,对比单一事故树分析,此方法可以提高评估的可信度和客观度,对物联网模式下农产品供应链的风险评估具有一定的理论和实用价值。     

基于QRA的LNG接收站槽车装车区安全规划

运用DNV的SAFETI软件,对典型LNG接收站槽车装车区进行定量风险评估(Quantiative Risk Assessment,QRA),辨识装车区内的危险源和失效设备,以及失效事件的失效后果类型,计算得出各类潜在事故后果的危害距离,并在区域安全规划方面得出结论:集液池与槽车控制室、装车台、槽车行驶路线及槽车候车区的距离必须大于30 m;不能满足爆炸危害防护距离的槽车控制室必须设计为防爆型建筑物;设备、设施间距必须满足发生喷射火的热辐射量级别的对应距离;结合现行国际和国内LNG标准中的安全防护级别要求,评估和优化了槽车装车区设备设施的火灾事故防护间距和爆炸破坏的防御措施,以满足消防要求,为应急响应、槽车装车区的安全设计及规划提供了参考依据和新思路.     

平行航路安全评估新方法

首先提出了一种平行航路安全评估新方法,即从空中交通管制的安全防护体系入手,将潜在飞行冲突看作空中相撞事故的初因事件,提炼出管制员指挥、短期冲突告警、飞行员目视避让及机载防撞系统告警四层安全防护,进而将平行航路碰撞风险问题分解为潜在飞行冲突计算和各防护层的失效概率分析.然后,推导了管制员干预次数计算模型,采用CREAM方法解决了管制员调配飞行冲突失误概率计算问题,建立了STCA防护失效和TCAS防护失效故障树模型.最后,以京沪平行航路为例进行计算,得出了雷达管制环境下的京沪平行航路碰撞风险.结果表明该航路满足安全要求.