罐区储罐群失效概率及风险评价研究

发布时间：2017-07-14 16:25

  本文关键词：罐区储罐群失效概率及风险评价研究

  更多相关文章： 火灾爆炸 风险评价 失效概率 数值模拟 事故传播

【摘要】：化工储罐区在带来巨大经济利益的同时,也蕴藏着巨大的风险,对罐区人员及设备造成极大的安全困扰。由于目前国内对罐区风险评价的研究不够深入,传统方法没有考虑失效后储罐之间的相互作用,因而当罐区发生紧急事故时,传统方法不能够为现场应急指挥人员提供准确的多危险源风险分析,从而可能造成人员或财产的更大损失。为了有效应对这一难题,本文将具体深入研究罐区储罐的相互作用及最终风险,为罐区管理者提供更为准确的风险信息和风险管理防范的建议。本文主要探究罐区风险评价的定量分析方法,开发编制风险评价分析系统软件,并在风险评价过程中对罐区潜在风险提出管理和防范措施。首先研究单个储罐的失效概率以及失效后果,然后在考虑多米诺效应的基础上建立复杂网络事故传播模型研究多个储罐相互作用下的失效概率问题,进而综合各个储罐的最终失效概率和失效后果,计算罐区风险分布。最后在理论研究基础上,基于C#完成罐区风险评价系统开发和软件编制工作。本文主要进行以下几方面工作：(1)基于事故树-层次分析法研究储罐单元燃爆事故的失效概率。分析燃爆事故成因,探究引起事故的主要因素,构建系统递阶层次模型求解各个致因的事故贡献权重,加权计算各个储罐单元燃爆失效概率。此外,基于可靠性理论或者声发射技术研究储罐单元泄漏失效概率问题。(2)基于ANSYS-DYNA仿真分析储罐发生火灾或者爆炸对邻近储罐的影响,求解此情况下邻近储罐的失效概率。’利用ANSYS热力学模块对火灾环境下邻近储罐的热响应过程进行仿真,分析失效模式,求解失效时间和失效概率。采用LS-DYNA对邻近储罐在爆炸碎片冲击作用下的动力学响应进行仿真,研究碎片穿透厚度与碎片速度、角度等的关系。然后利用Monte-Carlo模拟储罐爆炸时碎片抛射轨迹,求解邻近储罐受爆炸碎片冲击的失效概率。(3)考虑多米诺效应,建立基于马尔科夫链的复杂网络事故传播模型,探究罐区内各个储罐之间的相互影响,求解最终的失效概率。基于风险叠加原理和网格划分技术,考虑罐区以及附近区域人口分布情况,计算罐区社会风险,绘制风险分布图。(4)采用C#编程语言开发罐区风险评价系统软件SFRE,并运用编制完成的系统对南通某化工储罐区局部功能区进行风险评价。
【关键词】：火灾爆炸 风险评价 失效概率 数值模拟 事故传播
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ053.2;TQ086
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 单危险源风险评价研究现状11-12
• 1.2.2 多危险源区域风险评价研究现状12
• 1.2.3 储罐单元火灾爆炸失效研究现状12-13
• 1.3 课题主要研究内容13-15
• 第二章 基于事故树-层次分析法的储罐单元失效概率分析15-29
• 2.1 火灾爆炸事故成因分析15-17
• 2.2 储罐火灾爆炸事故树分析17-19
• 2.3 基于层次分析法的储罐火灾、爆炸概率计算19-27
• 2.3.1 柴油罐区状况因子19-24
• 2.3.2 柴油罐区火灾、爆炸概率计算24-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 基于ANSYS/DYNA模拟的邻近储罐失效概率研究29-55
• 3.1 火灾环境下邻近储罐失效概率分析29-36
• 3.1.1 储罐浮顶火灾模型29-30
• 3.1.2 基于ANSYS模拟的邻近储罐热响应分析30-35
• 3.1.3 邻近储罐失效概率分析35-36
• 3.2 爆炸环境下邻近储罐失效概率分析36-53
• 3.2.1 基于ANSYS/DYNA模拟的碎片冲击邻近储罐罐壁仿真研究36-40
• 3.2.2 穿透厚度与碎片初速度、入射角关系40-43
• 3.2.3 基于Monte-Carlo模拟的爆炸碎片运动规律研究43-51
• 3.2.4 爆炸环境下邻近储罐失效概率51-53
• 3.3 本章小结53-55
• 第四章 储罐群失效概率计算及风险评价55-64
• 4.1 基于复杂网络事故传播理论的罐区储罐失效概率模型55-59
• 4.1.1 复杂网络事故传播理论55-57
• 4.1.2 复杂网络事故传播的马尔科夫链57-59
• 4.2 罐区储罐风险势能59-61
• 4.3 基于风险叠加原理的罐区储罐风险计算61-63
• 4.3.1 个体死亡概率61-62
• 4.3.2 基于叠加原理的风险计算62-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 罐区风险评价系统开发64-74
• 5.1 系统功能结构与模块设计64-66
• 5.2 实例分析66-71
• 5.3 方法比较71-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第六章 总结与展望74-76
• 6.1 总结74-75
• 6.2 研究展望75-76
• 参考文献76-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士学位期间发表的论文80

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本文编号：541822