基于场景集的危险气体检测报警仪选址方法

传统以典型或等概率泄漏场景为代表开展危险气体检测报警仪选址的做法未能体现装置真实风险,报警仪的探测效率较低。提出一种基于场景集的危险气体检测报警仪选址方法。融合泄漏源工况和风场等重要随机因素生成可能发生的泄漏场景,并定量预测场景发生概率。以概率加权法建立报警仪选址方案的定量评价指标,结合报警仪数量约束构建随机优化模型。结合气体扩散经验模型定义泄漏场景风险指数,在保证风险覆盖率的前提下,优选最大可信场景进行CFD数值模拟。基于量子粒子群算法实现优化模型的定量求解。以某柴油加氢装置为例,采用该方法进行硫化氢检测报警仪选址优化。结果表明,通过该方法获得的最优选址方案与原布置方案相比可较大程度地提高探测效率。     

毒性重气瞬时泄漏扩散过程CFD模拟与风险分析

应用以计算流体动力学(CFD)为依据的毒性重气扩散模型,以氯气为例,结合具体释放场景,计算得到氯气瞬时泄漏后在不同风速情况下扩散过程的运动特征与浓度时空分布信息;进而根据英国卫生安全执行局毒负荷模型计算得到毒负荷云图;以浓度和毒负荷场分布及变化特征为依据,对伤害等级区域进行划分,对风险进行了动态分析.研究结果表明利用该扩散模型计算的数据能定性和定量地动态分析毒性重气扩散过程的近场风险.     

基于ALOHA的氯乙烯储罐泄漏事故模拟研究

为控制危险化学品泄漏引发的事故危害,提高化工生产本质化安全,以天津市滨海新区某化工厂氯乙烯储罐为例,在事件树方法预测其泄漏后果的基础上,分析各后果发生的可能性,利用ALOHA对其后果影响范围进行模拟,得到可能事故场景下的氯乙烯毒气扩散区域、闪火可燃区域和蒸汽云爆炸超压冲击波影响区域,结果表明:毒气扩散事故影响范围最广,蒸汽云爆炸事故冲击波影响后果最严重。根据卫星云图对影响范围进行实地拟合,按照事故后果严重程度划分不同级别的警戒区域,针对各级别提出切合实际的日常管控措施和应急救援对策。该研究为氯乙烯泄漏事故预防管理和救援处置提供有效信息,为危化品泄漏事故的预防管控提供新方法和新思路。     

浮式液化天然气生产储卸装置重气泄漏扩散模拟分析

为了研究浮式液化天然气（FLNG）生产储卸装置的甲板上部区域储罐发生泄漏后的扩散后果,建立了FLNG装置甲板上部区域的泄漏扩散模型,并利用计算流体力学（CFD）技术对其进行了液化天然气（LNG）重气泄漏的扩散模拟,得到了扩散后的区域影响结果,模拟结果满足重气扩散过程的堆积理论和低压卷吸理论．结果表明：该模型和模拟方法能够在一定程度上反映LNG泄漏扩散的真实物理情况,当离生活区最远储罐的前表面发生泄漏后,其泄漏范围不会扩散到生活区,对生活区没有影响;而当位于FLNG中部附近的储罐前表面发生泄漏后,在动力区建筑物的影响下,生活区背风处会形成低压空腔区,且该区域的LNG浓度较高．     

基于FLACS的化纤生产企业储罐区泄漏爆炸事故数值模拟分析

以计算流体力学软件FLACS为工具,研究了某大型化纤生产企业原料储罐区发生泄漏并引发蒸气云爆炸事故的后果影响,并对事故扩展过程中罐区内的多米诺效应风险进行预测.研究表明,FLACS可应用于复杂生产及存储区域内的气体扩散爆炸过程的模拟研究,并对其爆炸风险进行定量评估,对多米诺效应风险进行可靠预测;该模拟场景下,爆炸火焰高度约为40 m,火焰顶部呈蘑菇云状,火焰广度覆盖中间管廊和泄漏储罐,爆炸产生的火球直径约为20 m,靠近点火源一侧的管壁温度和泄漏储罐罐壁表面温度均超过2 000℃,爆炸产生的最大超压为2.9 kPa,不足以对邻近装置产生破坏,但爆炸产生的高温会引发泄漏、池火、流淌火和浓烟等多米诺事故,应在实际建设中加强针对性消防控制措施.     

Risk analysis based research and application of land use planning

涉及易燃易爆、有毒有害危险品的工业设施或重大工程,一旦发生火灾、爆炸、毒物泄漏等事故,往往波及很大范围,造成大量人员伤亡和财产损失。若事故发生在城市区域或人员聚集区,造成的后果更加严重。 因此,有必要在风险分析的基础上对（ⅰ）工业设施或重大工程的选址,（ⅱ）选址周边土地利用,如哪些区域可做居民区,哪些区域需要限制人口密度等进行合理规划,从而平衡土地效用和风险之间的关系,既使土地得到最大限度的应用,又不会导致城市公共安全的重大风险。 借鉴欧洲国家在土地利用规划方面的先进经验,本文对 （ⅰ）基于风险指数RI的选址评价方法 （ⅱ）基于后果发生概率的土地利用规划方法 （ⅲ）基于个人风险的土地利用规划方法 进行研究,确定每种方法的框架和程序,并应用于某拟建LNG储备库的选址及其周边土地利用的规划。 首先,确定选址处的风险指数RI,在不改变周围土地利用现状的情况下,选址风险偏大。因此,需对选址周围的土地利用做出相应调整。 其次,分别应用基于后果发生概率和基于个人风险的土地利用规划方法制定土地利用调整方案。基于后果发生概率的方法则以人员死亡概率为1%时及不可逆健康效应的概率为50％时对应的距离为阈值划分风险区域,并给出调整建议;而基于个人风险的方法以个人风险10-5、10-6、3×10-7对应的距离为阈值划分风险区域,根据各区域的功能规定制定土地利用调整方案。两种方法划分风险区域的依据不同,但结果一致,LNG储备库附近有两处居民区和一个工厂需要搬迁。 以上三种方法在合理确定工业设施、重大工程选址及周边建筑与设施的布局上是行之有效的方法。     

有毒重气体连续泄露扩散模拟与风险评估

基于计算流体力学(CFD)的重气扩散模型,以氯气为例,研究在风速和障碍物大小不同的情况下,氯气连续泄漏后扩散过程的运动特征与浓度分布信息,利用Unity3D软件进行扩散过程模拟.以毒性负荷浓度分布及变化特征为依据,可对扩散区域进行伤害等级划分,为泄漏事故发生时人员疏散和逃生路线提供优选方案支持.     

厌氧反应器人因失误风险计算

为了准确辨识和预防人因误操作导致沼气泄漏,提出了厌氧反应器人因失误风险计算方法,包括概率计算、后果严重度计算和风险等级判定3部分。首先,基于对人为因素分析与分类系统(HFACS)的细化,构建了厌氧反应器人因失误风险评估安全检查表,归类总结出4大类11小类140条安全检查信息,并将其纳入通用人因失误安全检查表中;通过层次分析法确定安全检查表各项权重值,筛去重要度低的条目;依据精简后得到的人因失误原因构建事故树,获得人因失误导致泄漏事故出现的概率值;然后通过模拟实验回归拟合出泄漏事故后果定量计算预测模型,计算得到后果值;依据后果严重度指标分级和事故出现概率分级建立人因失误风险矩阵,最后依据概率值和后果值分析确定厌氧反应器人因失误的风险等级,重点预防高风险人因失误因素。     

基于个人风险分布计算的泄漏事故疏散路线优化

发生有毒有害气体泄漏事故后,最优疏散线路的选择是降低人员伤亡的关键。本研究提出一种基于疏散路线个人风险分布特征分析的泄漏事故中疏散路线优化方法,考虑泄漏事故疏散路线安全性和疏散时间等影响因素,建立了疏散路径动态优化选择机制。将泄漏物料特性参数、泄漏源位置、存储状态参数、风向等事故发生时可快速获取的因素作为已知条件,并引入点火源、人员伤亡概率等不确定性因素的统计频率,给出疏散路线综合风险值的计算方法,进而实现了疏散路线安全性的量化表征。以某化工厂区液氨储罐泄漏事故为例,采用Safeti软件计算分析了各疏散路线个人风险,应用疏散路线动态优化选择机制,优选出针对该事故场景的最佳疏散路线。相关研究结果可为有毒有害气体泄漏事故应急疏散的科学决策提供理论指导。     

基于FLACS的汽油储罐可燃气体泄漏的流场分析

罐区油品储存量大，具有较高的泄漏风险，一旦发生泄漏，可燃气体遇火源易发生火灾、爆炸等事故，甚至引发后果更为严重的多米诺效应，而可燃气体探测器作为重要的保护层持续监控现场，对保障现场安全生产和风险预警具有重大意义。以某罐区汽油泄漏为例，通过FLACS软件建立汽油储罐泄漏扩散计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)模型，根据现行标准GB/T 50493—2019在泄漏源周围设置候选监测点，结果表明：部分距泄漏源10 m范围内的监测点不能检测到可燃气体，说明探测器的设置应遵循可燃气体扩散规律；对于比空气重的可燃气体的检测，建议探测器的最佳安装高度为0.3 m。     

基于模糊集和改进DS证据理论的危化品道路运输体系贝叶斯网络风险分析

针对危化品道路运输体系中影响因素信息的不确定性和专家知识推断贝叶斯网络中条件概率表时存在的主观性,提出了一种将模糊集和改进Dempster/Shafer证据理论（DS证据理论）、贝叶斯网络结合在一起的危化品道路运输体系的风险评价方法。根据危化品道路运输体系的影响因素建立了相应的风险评价体系,确定各层级的评价指标。将专家对各评价指标的评价意见代入高斯型隶属度函数构造隶属度矩阵,进行改进DS证据理论数据融合,得到多位专家评价意见融合后的概率值分布。利用贝叶斯网络的推理功能,得出危化品道路运输体系的风险等级和其中各评价指标的概率值分布,找出体系薄弱环节并进行分析。以沈阳某危险货物托运有限公司为例进行研究,结果表明该公司中危化品道路运输体系的风险值为0.611 8,风险等级为较危险（V₂）,其中人员因素概率（60%）和管理因素概率（52%）所占权重较大,需要公司重点关注并加强管理。     

张家港水域散装化学品泄漏事故风险及对策研究

随着张家港辖区危化品数量的增多,预防、应对化学品泄漏事故越来越受到人们的重视。以张家港水域船载丙烯酸乙酯泄漏事故为例,研究了船舶散装化学品泄漏事故风险因素、风险程度及风险后果。采用历史资料统计分析方法研究了该江段营运船舶发生散装化学品泄漏事故的概率,为4.46×10^-3次/年。利用Chemmap数值模拟方法模拟该江段在不同径流量、风向、潮流等环境条件下发生泄漏事故后的污染物迁移轨迹。基于风险识别和评价,以及数值模拟得到的污染迁移轨迹及关注点受污染程度,从降低事故风险概率和减轻事故后果两方面提出了防范和应急措施。     

基于FLACS的汽油储罐可燃气体泄漏的流场分析

罐区油品储存量大，具有较高的泄漏风险，一旦发生泄漏，可燃气体遇火源易发生火灾、爆炸等事故，甚至引发后果更为严重的多米诺效应，而可燃气体探测器作为重要的保护层持续监控现场，对保障现场安全生产和风险预警具有重大意义。以某罐区汽油泄漏为例，通过FLACS软件建立汽油储罐泄漏扩散计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)模型，根据现行标准GB/T 50493—2019在泄漏源周围设置候选监测点，结果表明：部分距泄漏源10 m范围内的监测点不能检测到可燃气体，说明探测器的设置应遵循可燃气体扩散规律；对于比空气重的可燃气体的检测，建议探测器的最佳安装高度为0.3 m。     

基于动态贝叶斯网络的燃气管网燃爆风险分析

针对传统风险分析方法无法实现动态评估的局限性，提出了基于动态贝叶斯网络的燃气管网风险分析模型.基于管道失效原因与事故后果，构建了事故演变全过程网络结构，并运用马尔科夫理论将演变全过程与时间相关联，最终建立了动态贝叶斯风险分析模型.该模型基于贝叶斯理论进行泄漏、致灾模式及后果节点的概率计算，实现了对燃气管网事故的原因诊断及事故发展态势预测.以松原"7.4"燃气爆炸事故为例，应用本模型演示了燃气管网事故推演技术，结果表明:事故是由第三方施工破坏引发燃气泄漏，由于燃气在土壤中的扩散范围不断扩大，扩散范围内受限空间数量不断增加，人员活动情况也更加复杂，进而增大了燃气聚集与点火概率；结合事故现场条件，本模型对这起爆炸概率进行了推演，认为此次燃气爆炸概率将在泄漏60 min后达到42.3%，高于安全泄放概率；该结果与真实情况基本相符，进一步验证了模型的可行性与可靠性.      

混氢天然气输气站场泄漏扩散数值模拟

将氢气混入天然气管网是目前世界上实现氢气大规模输送的最有效方式。氢气爆炸极限为4.0%～75.6%,上下限范围宽,且分子直径比甲烷小,极易泄漏,给输气站场带来很大隐患。针对多组分物系混氢天然气的泄漏,基于修正的二元扩散系数及热力学因子计算方法,计算了混氢天然气三物系Fick扩散系数矩阵,用来描述混氢天然气中各组分分子间相互运动的传质过程,以FLUENT为平台进行了CFD数值模拟分析,研究发现,混氢天然气泄漏后其扩散受到障碍物及风速等因素的影响;同体积混氢天然气与不含氢天然气泄漏,混氢天然气爆炸下限扩散半径更小;较低含氢量的混氢天然气泄漏后氢气组分爆炸区域仅限于泄漏点附近。研究结果可为站场内发生混氢天然气泄漏扩散提供预警和防护指导。     

自然通风条件下室内CO2扩散浓度变化的数值模拟

探究室内危险性气体泄漏后的扩散特性及危害区域的影响,采用CFD软件FLUENT对室内自然通风条件下CO2连续泄漏扩散浓度的变化过程进行了数值模拟,研究CO2扩散过程的浓度场分布和危害区域变化规律,并比较CO2连续泄漏的风洞实验结果与数值模拟结果。结果表明:CO2在重力的作用下,泄漏后向空间的下方扩散,形成气体积聚,浓度逐渐延长,梯度变化较大,出现分层现象,并形成危害区域。随着时间的延长,室内各点的浓度增加,危害区域逐渐变大,并向上方移动;实验数据和模拟结果吻合较好,证明FLUENT可以较准确地模拟室内CO2的扩散过程。     

基于变风向高斯烟团混合模型的污染物扩散研究

对气态污染物连续泄漏扩散问题,利用时间分段处理和坐标转换的方法对高斯烟团模型进行了改进,使其能够计算点源连续泄漏和风向变化的情况。基于Python开发了模拟计算程序,模拟分析了风速和大气稳定度对污染物扩散的影响。结果表明：该模型实现了风况变化和连续泄漏扩散场景下,污染物扩散的浓度分布计算;各级危险区域的面积都随着扩散时间的增加先增大,而后趋于稳定,达到稳定所需时间以及稳定后危险区域的面积都随着风速的增加而降低,随着大气稳定度的变差而降低;在各风速以及各大气稳定度下,中度危险区面积都高于其他区域,应重点防护。