基于ARAMIS爆炸风险评价法的加油加气站油气泄漏研究

发布时间：2017-05-02 05:08

  本文关键词：基于ARAMIS爆炸风险评价法的加油加气站油气泄漏研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济社会持续快速发展,石化能源的需求多样性与城市规划的空间局限性,促使了加油加气共建站的产生和迅速发展。而两类物质物化性质、数量、工艺等特点,导致一旦共建站发生泄漏爆炸,后果不堪设想。本课题选取典型加油加气共建站作为研究对象,引入情景构建的思想,将整个的共建站事故进展分为3个场景,分别针对汽油管道泄漏事故采用工业事故风险评估方法(ARAMIS)研究,针对下水道汽油蒸汽云的链式爆炸事故采用CFD软件模拟模拟,针对天然气泄漏以及爆炸采用ALOHA软件模拟。并得出以下结论:(1)基于140例加油站事故案例研究和建立以汽油管道泄漏为关键事件的蝴蝶结,用事故树来确定关键事件的发生概率,用事件树来分析关键事件的风险灾难后果水平,两者结合形成关键事件本身的风险严重度;引入受体脆弱性分析,充分评价人员、建筑、环境的脆弱性,最终得到汽油管道泄漏的风险值为9.8×10-5,查阅ALARP法则,该事故风险处于可接受临界范围。(2)利用ALOHA软件和有界高斯连续扩散模型研究有源天然气泄漏事故的影响范围。设定在20MPa压强、泄漏孔径为1cm等因素的场景下,天然气浓度阈值为6 500ppm(PAC-1)的最远逸散距离为52m,23 000ppm(PAC-2)的距离为27m,400 000ppm(PAC-3)的距离为21m,天然气10%爆炸下限(LEL)的最远逸散距离为272m,60%LEL的距离为108m。通过对照分析软件模拟法和公式计算法在近源端和远源端的浓度差异的原因,得出ALOHA软件在模拟泄漏事故风险场的准确性。(3)利用CFD软件模拟狭长受限空间汽油蒸汽爆炸的事故模拟。本文假设有少量汽油泄漏到加油站的下水道,且下水道处于垃圾阻塞状态,汽油长时间的挥发,约有36.94ml的液态汽油挥发成为汽油蒸汽,并与空气混合形成达到爆炸极限的蒸汽云团。因为偶然的点火源,引起蒸汽云团的爆炸,产生约0.13bar的超压和2 214K的高温。产生的高温和超压导致汽油容器破裂和液态汽油的迅速蒸发,大约有3.694l液态汽油挥发形成蒸汽云团,再一次在低洼处形成更大的蒸汽云团。爆炸持续时间不到0.2s,但是爆炸引起的冲击波,特别是处于受限状态的冲击波影响直径达到35m,而且超压极值达到7.38bar。依照建筑物和人体承受超压的等级划分影响范围,结合TNO多能模型对照分析软件模拟的场景和结果,指出软件模拟的超压略高于公式计算的结果的原因是软件模型充份考虑了阻塞物和受限空间对超压有正反馈的作用。(4)文章最后提出了“P型流程图”来指导应急指挥的策略,从应急处置的另一个方面——组织和决策的角度对事故的应急处置提出了展望。本文通过探索研究油气泄漏的扩散、爆炸、蒸汽云等模型,建立已知油气泄漏量及其他影响因素的影响场,反过来指导发生类似事件时如何确定疏散人群、疏散线路等应急处置措施和预防油品泄漏事故的,在保证人民生命财产安全的前提下,尽可能地减少事故对正常社会生活的影响,降低直至避免小事件扩大和次生灾害的发生,并为事后迅速恢复重建奠定基础。
【关键词】：ARAMIS ALOHA 有界高斯连续扩散模型 TNO多能模型 P型流程图
【学位授予单位】：重庆科技学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE88
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-17
• 1.2.1 评价方法的研究现状12-13
• 1.2.2 “情景构建”的研究现状13-14
• 1.2.3 工业事故风险评估方法（ARAMIS）的研究现状14-17
• 1.3 加油加气工艺17-19
• 1.3.1 加气工艺17-18
• 1.3.2 加油工艺18-19
• 1.4 共建站事故统计与分析19-21
• 1.5 组织结构与研究内容21-23
• 1.5.1 组织结构21
• 1.5.2 研究内容21-23
• 2 情景构建23-39
• 2.1 ARAMIS体系的评价方法23-34
• 2.1.1 重大事故危险识别方法23-26
• 2.1.2 识别事故场景26-29
• 2.1.3 事故场景的风险严重度29-33
• 2.1.4 受体脆弱性评估33-34
• 2.2 模型评价34-39
• 2.2.1 模型概况34
• 2.2.2 辨识事故危险34-35
• 2.2.3 辨识参考事故场景35-39
• 3 天然气泄漏事故后果模拟39-47
• 3.1 泄漏后果数值模拟方法选择39
• 3.2 ALOHA软件模拟39-47
• 3.2.1 模拟场景参数设定39-40
• 3.2.2 气体扩散模型40-41
• 3.2.3 蒸汽云点火模型41-42
• 3.2.4 连续泄漏估算模型42-43
• 3.2.5 软件模拟和公式计算对照分析43-47
• 4 汽油泄漏爆炸事故后果模拟47-67
• 4.1 爆炸基本理论47-48
• 4.2 数值模型48-50
• 4.2.1 基本守恒方程48
• 4.2.2 模型构架48-49
• 4.2.3 计算区域及网格划分49-50
• 4.2.4 边界条件设定50
• 4.3 狭长受限空间油气爆炸事故模拟50-57
• 4.3.1 第一次爆炸50-52
• 4.3.2 第二次爆炸52-56
• 4.3.3 伤害分析56-57
• 4.4 TNO多能模型57-64
• 4.4.1 TNO模型建立58-62
• 4.4.2 结论62-64
• 4.5 模型分析64-67
• 5 结论与建议67-69
• 5.1 主要结论67-68
• 5.2 建议68-69
• 参考文献69-71
• 致谢71-72
• 附录A：天然气扩散模型PAC-1 区域临界散点坐标72-73
• 附录B：天然气扩散模型PAC-1 区域风向置信线散点坐标73-74
• 附录C：天然气VCE模型 10%LEL区域临界散点坐标74-75
• 附录D：天然气VCE模型 10%LEL区域风向置信线散点坐标75-76
• 附录E：天然气VCE模型 60%LEL区域临界散点坐标76-77
• 附录F：天然气VCE模型 60%LEL区域风向置信线散点坐标77-78
• 攻读硕士学位论文期间发表的论文及科研成果78

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