基于多米诺效应分析的油品储罐雷电灾害风险评估

以大型外浮顶原油储罐为例,基于火灾爆炸事故的多米诺效应分析方法,分析雷击诱发罐组多米诺火灾连锁事故场景,给出雷击储罐导致多米诺火灾效应的人员伤亡风险计算方法,提出适用于油品储罐的雷电灾害风险评估模型。结果表明,雷击导致的浮顶罐密封圈电火花是引起油罐火灾事故的主要原因;雷击诱发的储罐火灾可通过热辐射形式作用于邻近储罐,使得周边人员生命安全风险大幅上升;在大型油罐的雷击灾害风险评估中,可通过引入扩展因子的方法,将雷击事故引起的多米诺效应影响纳入评估模型之中,预测雷电灾害次生事故后果,为雷电防护设计提供服务。     

石油化工生产区域多米诺效应定量风险分析

为了更好地实现石油化工生产区域的定量风险分析,介绍了多米诺效应的定义和评价流程,总结了国内外相关研究成果,分析了风险评价中使用到的热辐射、超压、碎片对设备损坏概率的计算模型,认为模型对影响因素的考虑不够全面,影响了评价结果的准确性,提出了未来应该关注的研究方向。通过多米诺场景概率计算出人员伤亡概率,为事故的救援工作提供了支持。为了完善国内的风险评价内容,应该逐步在制定规范时对多米诺效应的评价提出要求,根据评价结果采取相应措施,中断初始事故的扩展蔓延,防止事故多米诺效应的发生。(图2,表3,参35)     

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...     

常压储罐地震定量风险评价方法

针对常压储罐完整性管理中储罐的地震风险,提出了一种定量风险评价方法。在明确场地影响震源基础上,采用Cornell地震概率危险性分析方法,确定场地每年地震发生的概率。根据常压储罐的震害特点,确定储罐失效的3种极限状态。基于储罐尺寸、材料和地震影响因子的离散性,采用蒙特卡洛方法统计地震发生时储罐可能发生的损伤概率和损伤形式,并根据不同失效模式产生的概率,以及不同失效模式下的后果差异,最终确定常压储罐的地震风险等级。利用储罐风险定量评价方法对现场罐区的地震风险进行了实例分析,通过加强对相对高风险储罐的管理,可有效地降低罐区的运行风险。     

含缺陷压力容器与管道泄漏失效风险分析

针对含缺陷压力设备的断裂失效分析模式,考虑缺陷尺寸、疲劳裂纹的随机扩展以及材料机械性能的随机特性,计算压力容器和管道泄漏失效概率、临界裂纹尺寸预测失效点的泄漏口面积,分析泄漏及其引起的火灾爆炸事故的特点,运用事故模型定量计算事故后果严重度,并综合考虑设备的失效概率和失效后果,构建了一个完整的含缺陷受压设备风险评价方法,并结合工程案例进行了阐述.     

含缺陷压力容器与管道泄漏失效风险分析

针对含缺陷压力设备的断裂失效分析模式,考虑缺陷尺寸、疲劳裂纹的随机扩展以及材料机械性能的随机特性,计算压力容器和管道泄漏失效概率、临界裂纹尺寸预测失效点的泄漏口面积,分析泄漏及其引起的火灾爆炸事故的特点,运用事故模型定量计算事故后果严重度,并综合考虑设备的失效概率和失效后果,构建了一个完整的含缺陷受压设备风险评价方法,并结合工程案例进行了阐述.     

SAFETI在LPG储罐事故后果评价中的应用

分析了LPG危险特性及LPG储罐潜在的火灾爆炸危险性,运用SAFETI软件对某LPG储罐区的各类重大事故后果进行了定量评价,建立了针对性强的事故后果模型.该模型能客观准确地模拟与预测重大事故后果,获得事故危害程度的计算机模拟图表和报告等结果,可提供预测、预防事故发生的措施.     

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。     

油气海底管道的风险评价

从失效可能性分析和失效后果计算两个方面阐述了油气海底管道的风险评价。介绍了海底管道失效的主要形式和三种失效概率模型,给出了失效可能性等级划分的方法。从安全后果、经济后果和环境后果三个方面说明了海底管道失效后果的计算方法,并根据风险矩阵确定了油气海底管道的风险状况等级。     

大型油库消防系统设计

为有效提升大型油库消防安全等级,降低事故发生概率。首先从油品性质、储油形式方面对大型油库的火灾危险性进行了分析,在此基础上,结合大型油库火灾扑救的实际情况,从工程设计角度对大型油库储罐布置形式、消防系统设计、事故排水系统设计进行研究。认为现行规范的部分规定不能满足扑灭大型火灾的需要,指出柴油消防泵的油料储备量,以及消防水池和泡沫罐的容积应适当加大,并针对库区道路宽度、罐组布置、储罐防火堤设置、消防泵房动力源以及事故缓冲池的设置等问题提出改进意见,供工程实践参考。     

FPSO蒸气云爆炸事故人员风险评估

为实现FPSO蒸气云爆炸事故中人员风险的定量评估,采用后果模型与仿真分析相结合的方法,以TNO多能法为基础,得到蒸气云爆炸事故中人员伤害半径与受限气云体积的关系式,并对其有效性进行论证。引入人员伤害无量纲概率模型,提出伤害半径-伤害率联合评估方法。以FPSO一级分离器(气)泄漏后遭遇延迟点火发生爆炸为例,研究冲击波超压随距离的变化关系,计算爆炸导致人员伤亡的伤害半径。以耳膜破裂的PROBIT模型为基础,计算人员伤害率,分析爆炸产生的个人风险值与社会风险值,得出人员风险处于可接受水平。运用CFD软件FLUENT对蒸气云爆炸流场进行仿真分析,得到超压-距离曲线与人员伤亡范围图,对联合评估方法计算结果进行验证。     

北美和俄罗斯储罐防火堤建设标准的先进性

近年来的储罐火灾爆炸事故表明,国内储罐在防火堤容积、高度和强度等方面存在设计缺陷,因此深入研究了北美和俄罗斯储罐防火堤建设标准的先进性,主要表现在:采用土质防火堤,重视管道穿越防火堤密封处理以及防火堤防渗设计;基于油品泄漏冲击载荷确定防火堤强度;防火堤有效容积、高度以及防火堤与储罐安全距离要求均高于国内标准;防火堤内雨水和生产污水独立排放;设置排流通道、中间防火堤(隔堤)和次级防火堤实施单个储罐防护等;事故存液池的设置原则。最后依据上述先进经验,提出了国内标准的改进建议。     

储罐与工艺管道的完整性管理

针对储罐和工艺管道开展以风险评价为核心的完整性管理,是提高油气站场安全管理水平的必然趋势。基于干线管道完整性管理方法,提出了储罐和工艺管道完整性管理的基本方法。以API Publ 353标准中的定量风险评价方法为基础,阐述了储罐和工艺管道的风险计算基本模型,包括储罐和工艺管道泄漏场景的确定,腐蚀速率、泄漏频率和后果的计算等。在完整性评估和风险减缓措施方面,总结了储罐和工艺管道的检测和评价方法,明确了风险评价与缺陷检测的先后次序与相互关系,提出了风险减缓措施的分类和影响因素,以期为我国开展储罐和工艺管道的完整性管理提供必要的参考。     

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.     

池火灾下油罐热力失效过程数值模拟及试验验证

常用立式拱顶油罐一旦发生池火灾,在火焰热辐射与对流的共同作用下,极易发生断裂失效甚至爆炸事故,对救援人员、邻近油罐的人员和财产安全造成巨大威胁。基于池火灾下油罐的失效机理,将ANSYS与LS-DYNA两种软件相结合,选取容积5 000 m3带有弱顶结构的某立式拱顶油罐为研究对象,对池火灾下油罐的动态失效过程进行数值模拟,结果表明：池火灾下油罐内部压力增加,储罐弱顶结构最早发生断裂失效,应力最高可达294.2 MPa;最高温度位于气相区,可达348.7℃。为了验证数值模拟分析油罐动态失效的可行性,设计了弱连接结构拉伸试验,为池火灾下的安全救援提供了理论依据。研究结果可为油罐灭火救灾提供安全预警,对指导救灾、减少人员财产损失、保障国家石油储备基地安全具有重要意义。（图22,表3,参22）     

成品油管道周边区域个人风险分析

为了对成品油管道周边区域个人风险水平进行量化计算,建立了成品油管道个人风险计算模型,并给出了计算流程。成品油管道个人风险计算模型设定了各类危害因素的管道基准失效频率,采用对基准失效频率修正的方法计算管道失效频率;根据管道泄漏孔尺寸,将管道泄漏类型分为微孔泄漏、中孔泄漏、管道破裂泄漏3类;对管道失效危害后果进行计算,主要包括泄漏速率、引燃概率、火灾热辐射、热辐射伤害。在管道失效频率和失效危害后果计算的基础上,计算得出管道周边区域个人风险,并明确其是否处于可接受水平。该模型计算个人风险需要依赖于管道失效数据库的事故统计,建议加强中国油气管道失效数据库建设。(图3,表5,参20)     

成品油管道周边区域个人风险分析北大核心

为了对成品油管道周边区域个人风险水平进行量化计算,建立了成品油管道个人风险计算模型,并给出了计算流程。成品油管道个人风险计算模型设定了各类危害因素的管道基准失效频率,采用对基准失效频率修正的方法计算管道失效频率;根据管道泄漏孔尺寸,将管道泄漏类型分为微孔泄漏、中孔泄漏、管道破裂泄漏3类;对管道失效危害后果进行计算,主要包括泄漏速率、引燃概率、火灾热辐射、热辐射伤害。在管道失效频率和失效危害后果计算的基础上,计算得出管道周边区域个人风险,并明确其是否处于可接受水平。该模型计算个人风险需要依赖于管道失效数据库的事故统计,建议加强中国油气管道失效数据库建设。     

盐穴地下储气库井口破裂火灾事故危险分析

盐穴地下储气库井口设施一旦发生泄漏,即可能引发火灾或爆炸事故,因此研究盐穴地下储气库井口火灾事故危险具有重要意义.采用喷射火危害模型分析了盐穴地下储气库井口破裂火灾事故危险,建立了井口破裂模式下的气体泄漏率和损失气体体积的准瞬态计算模型,预测结果能够反映井口破裂泄漏的实际情况.同时,基于热通量伤害准则,给出了危害半径的计算公式,分析了危害半径与盐穴压力的关系,即灾害半径随盐穴运行压力的增加而增大,由此提出在储气库安全设计阶段需要留出必要的安全距离,并制定相应的防范措施.该研究结论可为盐穴地下储气库泄漏后果评估提供重要参数和技术支持,并可为减少事故损失提供理论指导.     

国内海洋储罐风险现状及开展RBI的必要性

针对海上油田储油平台海洋储罐的特点,从RBI技术出发,结合近几年国内海洋储罐发生的失效案例,深入分析了基于RBI原理的海洋储罐评估过程,详尽论述了对国内海洋储罐开展RBI评估的必要性。风险由失效概率和失效后果两个因素决定,与失效概率密切相关的参数包括通用失效频率、损伤因子和企业管理系数;海洋储罐不仅具有陆地储罐所不具备的特定失效后果,而且失效后果的严重性也比陆地储罐高一个数量级,其设备维修费、停产损失费、环境清理费、环境处罚费巨大。将RBI评估运用在海洋储罐上,其作用主要体现在检验周期的优化和检验策略的制定两个方面。建议制定专门针对海洋储罐的相关RBI技术规范,研发评估软件,建立风险评估档案,实现精确的定量RBI评估,为海洋储罐在工程应用中积累案例和数据。     

海底输气管道泄漏对邻近海上平台的影响

为了研究海底输气管道泄漏对邻近海上平台的影响,应用三维CFD模拟软件KFX,以瞬态泄漏速率为输入,考虑气体在海面的释放面与平台的相对位置以及风向和风速的影响,对管道泄漏气体到达海面后引发火灾的发展过程及后果进行模拟。结果表明:对于海底管道在189 m水深发生的断裂泄漏,当气体在海面的释放面位于平台下方时,火灾对平台的影响很大,安全设施易受破坏,平台人员逃生面临较大困难,且发生事故升级的可能性较大;当气体在海面的释放面远离平台时,计算得到了不同风速条件下火灾最大水平影响距离。根据分析结果,针对海底管道泄漏事故,在事故确认、报警、救逃生及安全设计等方面提出了风险管理和应急准备建议。