余热锅炉爆炸风险分析研究

发布时间：2017-09-08 16:09

  本文关键词：余热锅炉爆炸风险分析研究

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【摘要】：随着我国能源使用向节约型、环保型、高效型的方向发展,余热锅炉越来越多的被企业用于提高能源利用率。然而,余热锅炉长期处于高温高压的运行环境,由于条件恶劣、操作不当、设备缺陷等因素的影响,容易导致各种事故的发生,尤其是锅炉爆炸事故一旦发生,不仅给企业带来重大的经济损失,而且会导致人员的伤亡。本文以昆明锅炉有限责任公司的实际项目为背景,在风险分析理论的基础上,对余热锅炉的结构特点进行分析,运用故障类型和影响分析(FMEA)方法对影响余热锅炉爆炸的危险因素进行辨识,分析系统发生故障的原因以及补救措施,对锅炉制造过程中常见的缺陷进行无损探伤、力学性能、电镜扫描试验研究,分析缺陷产生的原因及后果。通过危险因素的识别,以余热锅炉爆炸为顶事件建立事故树,针对事故树基本事件可靠性数据不足的特点,将模糊理论引入到事故树分析,计算余热锅炉爆炸事故的模糊失效概率,求得系统的可靠度,并对基本事件进行敏感性分析,找出对顶上事件影响较大的基本事件,得到减少爆炸事故发生的具体措施。余热锅炉爆炸属于“沸腾液体膨胀蒸汽爆炸”的爆炸模式,分析其爆炸的能量释放形式,包括饱和蒸汽的能量释放和部分饱和水汽化的能量释放,建立余热锅炉爆炸的能量计算模型,并对某化工企业的硫磺焚烧炉余热锅炉进行爆炸风险后果分析,计算出爆炸能量及危害半径,并运用MATLAB软件模拟爆炸冲击波伤害区域和事故后果。最后,根据以上风险识别和风险评价的结果,对余热锅炉爆炸事故提出针对性的风险控制措施。
【关键词】：余热锅炉 风险分析 模糊事故树 爆炸能量 MATLAB
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK229.929
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 1 绪论12-25
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 余热锅炉研究现状13-15
• 1.2.1 余热锅炉的发展历程13-14
• 1.2.2 余热锅炉安全生产现状14-15
• 1.3 风险分析理论15-22
• 1.3.1 风险分析的定义15-16
• 1.3.2 风险分析的起源与发展16-17
• 1.3.3 风险分析的内容和方法17-22
• 1.3.3.1 风险识别18-19
• 1.3.3.2 风险评价19-20
• 1.3.3.3 风险控制20-22
• 1.4 论文主要研究内容和技术路线22-23
• 1.5 本章小结23-25
• 2 余热锅炉系统风险识别25-39
• 2.1 余热锅炉运行原理25-28
• 2.1.1 传热过程25-27
• 2.1.2 水加热和汽化过程27-28
• 2.2 基于FMEA危险因素识别28-32
• 2.2.1 FMEA分析程序28-29
• 2.2.2 FMEA汇总表29-32
• 2.3 常见锅炉缺陷及其检测试验32-38
• 2.3.1 锅炉缺陷32-33
• 2.3.2 无损探伤检测33-35
• 2.3.3 机械性能试验35-36
• 2.3.4 电镜扫描36-38
• 2.4 本章小结38-39
• 3 余热锅炉爆炸模糊事故树分析39-57
• 3.1 事故树分析的基本原理39-44
• 3.1.1 事故树分析法简要概述39
• 3.1.2 事故树分析法的特点39-40
• 3.1.3 事故树分析的一般程序40-42
• 3.1.4 事故树建造的基本方法42-43
• 3.1.5 事故树分析的结构函数43-44
• 3.2 模糊集理论基础44-47
• 3.2.1 三角模糊数基本概念44-46
• 3.2.2 模糊数的运算46
• 3.2.3 事故树分析中的模糊算子46
• 3.2.4 基本事件模糊概率统计46-47
• 3.3 模糊事故树法求余热锅炉爆炸事故发生概率47-55
• 3.3.1 余热锅炉爆炸事故树的编制47-49
• 3.3.2 事故发生模糊概率计算49-54
• 3.3.3 敏感性分析54-55
• 3.4 本章小结55-57
• 4 爆炸能量计算模型57-69
• 4.1 余热锅炉爆炸事故成灾机制57-64
• 4.1.1 余热锅炉的爆炸模式57
• 4.1.2 BLEVE爆炸水汽介质的状态变化及能量释放57-61
• 4.1.3 BLEVE爆炸冲击波的损伤机理61-64
• 4.2 余热锅炉BLEVE爆炸能量计算模型修正64-68
• 4.2.1 BLEVE爆炸能量估算模型64-66
• 4.2.2 BLEVE爆炸能量计算模型的改进66-68
• 4.3 本章小结68-69
• 5 爆炸后果分析及MATLAB模拟69-77
• 5.1 工程概况及设计参数69-70
• 5.2 事故后果分析70-74
• 5.2.1 爆炸模式的确定70
• 5.2.2 爆炸能量计算70-73
• 5.2.3 与未修正模型的比较73
• 5.2.4 冲击波伤害作用73-74
• 5.2.5 事故后果分析74
• 5.3 MATLAB实现锅炉爆炸后果模拟74-76
• 5.4 本章小结76-77
• 6 余热锅炉爆炸风险控制措施77-82
• 6.1 人员的风险控制77-78
• 6.2 设备的风险控制78-80
• 6.3 环境的风险控制80-81
• 6.4 本章小结81-82
• 7 结论与展望82-84
• 7.1 结论82-83
• 7.2 展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-89
• 附录1 攻读硕士期间公开发表的论文及参加的科研项目89-90
• 附录2 饱和水及饱和水蒸汽热力性质90-93
• 附录3 MATLAB实现BLEVE爆炸后果模拟程序93-94

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 张兴容,马永慧;我国工业锅炉的爆炸事故与预防对策[J];工业安全与环保;2003年05期

2 许丽霞;;余热锅炉技术的发展探讨[J];硅谷;2014年23期

3 程华瑞;栗继祖;;运用TNT当量法及事故树法在分析锅炉爆炸的危害[J];太原理工大学学报;2013年03期

4 高进东,冯长根,吴宗之;风险分析的质量评价研究[J];中国安全科学学报;2001年02期

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本文编号：814977