密闭空间油气管线可靠性及爆炸风险评价研究

发布时间：2017-10-18 09:40

  本文关键词：密闭空间油气管线可靠性及爆炸风险评价研究

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【摘要】：在城市建设及运营中,油气管道组成了密集地下管网,并与暗渠、电缆沟等市政管涵地下密闭空间相邻或交叉。一旦管道发生破坏失效,管内介质泄漏进入密闭空间发生爆炸,将造成严重事故后果。本文针对城市密闭空间环境下油气管道的可靠性及爆炸后果严重性进行研究,建立了一套针对工程实际情况的地下油气管道可靠性分析及爆炸事故风险评估方法。主要研究工作内容如下:(1)地下管线受力模型建立及结构可靠性分析。针对城市地下管线与密闭空间可能存在的两种主要铺设形式,分别对地下密闭空间穿越铺设及临近铺设的管线结构进行受力分析;建立基于极限状态方程的管线可靠性分析模型,采用Monte-Carlo方法对某穿越密闭空间管线进行结构可靠性分析。(2)密闭空间爆炸冲击波数值计算及规律分析。通过建立狭长型地下密闭空间爆炸有限元模型,分析爆炸过程的爆炸冲击波传播与超压分布规律;结合计算结果拟合出冲击波衰减曲线,为爆炸后果评价研究提供计算依据。(3)密闭空间泄漏爆炸事故风险评估模型构建。针对密闭空间油气管线泄漏爆炸的特点,采用风险矩阵方法构建爆炸事故风险评估模型;分别从事故发生概率及事故后果影响严重性角度,对事故发生概率计算方法及爆炸事故后果范围划分及损失程度计算方法进行研究,构建系统完整的事故风险评价模型。(4)密闭空间管线泄漏爆炸风险评价工程案例分析。对广州市某一与密闭空间临近铺设的地下管线进行风险评价。从现场管线进行取样并进行管材分析试验,全面了解管线当前服役状态并计算其可靠性及发展趋势;对爆炸事故发生的后果严重程度进行计算,得出该地下空间目前的风险水平;并从系统安全的角度提出相应的风险减缓措施。
【关键词】：密闭空间 油气管线 结构可靠性 爆炸有限元 事故后果 风险评价
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE88
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-20
• 1.2.1 地下油气管道受力分析及可靠性研究现状13-15
• 1.2.2 爆炸冲击波及后果分析研究现状15-17
• 1.2.3 油气管线风险评价发展与研究现状17-20
• 1.2.4 研究存在的不足20
• 1.3 主要研究内容和技术路线20-23
• 1.3.1 主要研究内容20-22
• 1.3.2 研究技术路线22-23
• 第二章 地下油气管线受力分析及可靠性研究23-35
• 2.1 埋地油气管线结构可靠性分析基本原理23-25
• 2.2 地下油气管线受力分析模型构建25-31
• 2.2.1 穿越密闭空间受力分析模型构建26-28
• 2.2.2 路面下埋地管线受力分析模型构建28-31
• 2.3 管道可靠性分析实例计算31-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 密闭空间爆炸冲击波数值计算及规律分析35-49
• 3.1 LS-DYNA软件及建模方法简介35
• 3.2 密闭空间气体爆炸有限元模型建立35-37
• 3.2.1 模型结构及边界条件设置35-36
• 3.2.2 材料模型及参数设置36-37
• 3.3 爆炸计算结果分析37-47
• 3.3.1 爆炸冲击波传播规律分析37-41
• 3.3.2 爆炸冲击波超压计算公式拟合41-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第四章 地下密闭空间爆炸事故风险评估模型构建49-61
• 4.1 风险评估基本概念与方法49-51
• 4.1.1 风险评估基本原理49
• 4.1.2 风险矩阵分析法基本评价流程49-51
• 4.2 密闭空间爆炸事故风险发生概率分析51-53
• 4.3 地下密闭空间爆炸事故后果损失计算53-57
• 4.3.1 事故后果影响区域划分53-54
• 4.3.2 事故区域人员密度划分及死亡概率计算54-55
• 4.3.3 爆炸事故后果经济损失计算方法55-57
• 4.4 爆炸事故风险评价标准57-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第五章 密闭空间管线泄漏爆炸风险评价工程案例分析61-80
• 5.1 管线基本结构参数及服役环境61-62
• 5.2 管材性能分析实验研究62-74
• 5.2.1 管材表面SEM电镜扫描实验63-67
• 5.2.2 管材内部金相组织分析实验67-72
• 5.2.3 管材力学性能分析实验72-73
• 5.2.4 管材性能分析实验结果分析总结73-74
• 5.3 管线结构可靠性分析74-75
• 5.4 涵渠爆炸事故发生概率评估75-76
• 5.5 爆炸事故后果严重度及经济损失计算76-77
• 5.5.1 爆炸事故影响区域计算76
• 5.5.2 爆炸事故造成经济损失计算76-77
• 5.6 爆炸事故风险评价及风险防控措施77-79
• 5.6.1 爆炸事故风险评价程度评价77-78
• 5.6.2 爆炸事故风险防控措施制定78-79
• 5.7 本章小结79-80
• 结论与展望80-82
• 研究展望81-82
• 参考文献82-88
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果88-89
• 致谢89-90
• 附件90

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