基于BLEVE事故风险场的LNG储罐区安全防护距离及应用研究

发布时间：2017-10-04 09:50

  本文关键词：基于BLEVE事故风险场的LNG储罐区安全防护距离及应用研究

  更多相关文章： LNG储罐区 风险场 安全防护距离 BLEVE 风险可接受标准

【摘要】：目前,在石化企业危化装置发生的事故中,有许多是由于其与周围人员、设备和建筑等防护目标的安全防护距离不足而导致事故发生后给周围带来较为严重的事故后果,如重大的人员伤亡和财产损失等。而国内LNG储罐区正在不断大范围地兴建,使得LNG储罐区的安全性和可靠性也得到了广泛的关注,其中,LNG储罐区与周围敏感区域之间的安全防护距离便是重点关注的问题之一。在进行LNG储罐区的建设和规划时,需要优先考虑LNG储罐区与周围防护目标之间的安全防护距离,若安全防护距离不够,则就不应当投入运营。国内现在还没有专门的确定LNG储罐区安全防护距离的方法,其相关标准中提及的防火间距等在实际应用中存在一定的局限,并不能用其完全替代安全防护距离,因此,亟需对LNG储罐区安全防护距离的确定方法进行分析。由于LNG本身易燃易爆,若LNG储罐产生破坏就可能导致大量的液化天然气向外泄漏,遇到火源会引发火灾或爆炸等灾害事故,其中一种最为严重的事故形式是沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE),火球热辐射是BLEVE的主要危害,这会对我国生产和经济发展造成巨大的损失,以及严重的人员伤亡。因此本文重点分析LNG储罐区产生BLEVE火球事故时所对应的安全防护距离,通过引入风险场的相关概念,构建出LNG储罐区BLEVE火球事故的风险场模型,并且以BLEVE事故风险场模型为基础对LNG储罐区的安全防护距离进行分析。本文首先对LNG的基本特性和危害性进行分析,在此基础上分析LNG储罐区的风险,找出LNG储罐区可能存在的风险因素。然后利用LNG储罐区的BLEVE火球事故模型,同时结合BLEVE火球热辐射伤害准则,对LNG储罐区BLEVE事故的伤害范围进行分析,并运用MATLAB软件通过曲线拟合进一步得到火球热辐射与距离的函数关系式,且采用人体脆弱模型求出BLEVE事故导致人员死亡的个人死亡概率。再采用事故树去分析LNG储罐区BLEVE事故的发生概率,并根据LNG储罐区的实际情况,建立BLEVE事故树,采用最小径集法去计算BLEVE事故树顶事件的发生概率。接着借鉴道化学、蒙德法关于安全系数取值的方法,求出包含安全意识补偿系数和消防救援补偿系数的LNG储罐区安全补偿系数体系的取值。然后综合以上LNG储罐区BLEVE事故的发生概率,造成人员死亡的个人死亡概率以及安全补偿系数体系取值,并参照场论的相关知识和场模型的建立过程,构建LNG储罐区BLEVE事故的风险场模型,借助风险场模型计算风险场中各位置的风险值,并采用MATLAB软件对计算出的风险值进行数值模拟并画出风险场中的一个风险等值面。最后依据国内外风险可接受标准的做法和相关标准,并结合我国LNG储罐区的实际情况,确定LNG储罐区的风险可接受标准,将其与运用风险场模型求出的储罐区各位置的风险进行对比分析,可以采用使两者相等的办法,求取LNG储罐区BLEVE事故下的最小安全防护距离,并将该安全防护距离的确定方法应用到某LNG储罐区工程实例中,以此来验证该方法的可行性和可靠性。本文通过风险场去确定LNG储罐区的安全防护距离,这是对石化企业危化装置安全防护距离的确定进行的一种比较有意义的探讨,可以为危化装置安全防护距离的确定提供一定的参考价值,但接下来还需要深入结合现场的实际情况,对该方法展开进一步的改进,以确保所得的安全防护距离更加合理、有效。
【关键词】：LNG储罐区 风险场 安全防护距离 BLEVE 风险可接受标准
【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11-20
• 1.1 研究背景和意义11-13
• 1.2 安全防护距离研究现状13-16
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14-16
• 1.3 风险场相关研究现状16-19
• 1.3.1 国外相关研究现状16-17
• 1.3.2 国内相关研究现状17-19
• 1.4 研究内容19-20
• 2 LNG储罐区风险分析及风险场相关概念研究20-27
• 2.1 风险基础理论简要探讨20-21
• 2.2 LNG的危害性分析21-22
• 2.3 LNG储罐区风险分析22-23
• 2.4 风险场相关介绍23-27
• 2.4.1 场的相关性质23-24
• 2.4.2 风险场的含义及其数学表达方式24-25
• 2.4.3 风险场的性质25-26
• 2.4.4 运用风险场处理风险相关问题的可行性26-27
• 3 LNG储罐区风险场模型的建立及安全防护距离的确定27-55
• 3.1 LNG储罐区危险性分析27-28
• 3.2 LNG储罐区危险事故类型分析28-30
• 3.2.1 沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）28
• 3.2.2 泄漏扩散28
• 3.2.3 火灾和爆炸28-29
• 3.2.4 间歇泉、水锤现象29
• 3.2.5 急冷和水击的危害29-30
• 3.3 LNG储罐区事故模型的选取和建立30-35
• 3.3.1 BLEVE火球热辐射模型31-33
• 3.3.2 BLEVE火球事故后果伤害模型33-35
• 3.4 LNG储罐区事故概率确定方法的选择35-38
• 3.5 LNG储罐区安全补偿系数的建立38-40
• 3.6 LNG储罐区风险场模型的建立40-45
• 3.6.1 风险场分析的几点假设41
• 3.6.2 风险场的建立41-44
• 3.6.3 风险场的风险叠加模型44-45
• 3.7 LNG储罐区风险可接受标准的确定45-53
• 3.7.1 风险可接受标准确定原则45-46
• 3.7.2 个人风险可接受标准的确定46-53
• 3.8 LNG储罐区安全防护距离的确定53-55
• 4 LNG储罐区工程实例应用分析55-75
• 4.1 某LNG储罐区概况55-56
• 4.2 LNG储罐区风险辨识56-58
• 4.2.1 LNG储罐区设备风险辨识56-57
• 4.2.2 LNG储罐区重大风险源辨识57-58
• 4.3 LNG储罐区BLEVE事故后果分析58-64
• 4.4 LNG储罐区BLEVE事故概率确定64-67
• 4.4.1 BLEVE事故树编制64-66
• 4.4.2 BLEVE事故概率计算66-67
• 4.5 LNG储罐区安全补偿系数的确定67-69
• 4.6 利用风险场对LNG储罐区风险进行分析69-72
• 4.7 LNG储罐区安全防护距离的确定72-75
• 5 结论与展望75-77
• 参考文献77-81
• 致谢81-82
• 作者在攻读学位期间发表的论著及取得的科研成果82

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本文编号：969997