洪水灾害下化工园区管道风险分析

发布时间：2020-10-18 08:59

　　 近年来,极端洪水灾害频繁发生,洪水灾害来势凶猛,破坏性强,涉及范围极广。洪水灾害所引发的化工事故是一种HILP(high-impact and low-probability)事件,一旦出现,所造成的事故后果严重程度远超过传统的化工事故。本文结合洪水灾害和化工事故风险的特点,选择化工管道作为研究对象进行风险分析。主要研究:(1)洪水灾害化工事故统计分析。洪水灾害下引发的化工事故情景复杂,后果严重,除了引发火灾、爆炸、中毒事故外,还有可能造成环境污染。按照洪水深度及水速对洪水灾害进行分类,总结不同类型的洪水灾害对管道主要的破坏模式,确定管道法兰连接处为洪水冲击下管道可能失效的危险区域。(2)结合洪水冲击作用下管道的受力情况,建立洪水作用下管道法兰连接处失效模型,计算不同外径的管道失效时洪水的临界速度,基于管道失效模型,分析洪水速度v与管道临界长度L之间的关系。(3)洪水作用下管道可靠性分析及参数敏感性分析。基于洪水作用下管道失效模型,构建极限状态方程,通过MATLAB软件编制计算机程序,用蒙塔卡罗法对结构功能函数的随机变量进行随机抽样,对极限状态方程进行数值计算,并对结构功能函数中的随机变量进行敏感性分析,确定对可靠性影响较大的参数。(4)以洪水灾害风险理论分析为基础,结合化工事故风险分析的方法,建立以“洪水灾害危险性分析-洪水灾害下管道事故风险分析-风险水平判定”为主要内容的风险分析模型。对洪水灾害下法兰连接的管道进行风险分析。(5)洪水灾害下管道风险分析模型应用。基于前文所构建的风险分析模型,选择珠海高栏港某化工园区内的一氢气管道进行风险分析。假定管道所在的区域遭受50年一遇的洪水灾害,针对管道在洪水灾害环境中可能发生的事故开展风险分析。
【学位单位】：首都经济贸易大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ086;TV87
【部分图文】：

技术路线图

措施是对工程措施的完善和补充，包括在洪水防范、抵御和、法规等。害的分类安全生产事故数据库建设还比较落后，本文选用欧美的 ARIDAS、PSID 等事故数据库中的化工事故数据，作为分析的主事故数据进行统计，洪水灾害下化工事故共 272 起。起事故中有 38 起事故包含了洪水灾害特征的相关信息。其中度，只有两起事故提及洪水速度，分别为 2.32m/s 和 3.2m/s息如图 2.1 所示，一半以上事故中的洪水高度都大于 1m，这可能会影响化工事故的产生。结合相关文献[44]，本文将洪水分为 3 种类型：(高风险)，h＞1m，v＞1m/s；(高水深)，h＞1m，v≥0.25m/s；(高流速)，h≥0.5m，v＞2m/s。

灾害链是指一种灾害的爆发会引起其它灾害出现的现象。根据灾害链理论，洪水灾害化工事故的产生和发展是一个链式反应的过程，是以洪水灾害作为外界诱发因素，以化工装置破坏失效为内在因素共同作用的结果。台风、地震、暴雨等自然灾害是洪水灾害发生的主要原因，当多种自然灾害在同一区域内同时出现时，会形成多灾种耦合的作用，这容易使化工设备装置周围的环境或化工园区整体的防灾能力降低，这往往会造成化工事故的发生。洪水灾害诱发化工事故的产生与发展作为一个链式反应过程，危害巨大且持续时间长，造成的灾害后果十分严重。具体的洪水灾害化工事故的灾害链式反应可以用图 2.2 表示。自然灾害会影响洪水的形成和发展，洪水灾害会损坏园区内的生命线系统（包括通讯、电力系统等），也会对园区内的建筑物和化工设备装置造成一定影响。如果化工装置在洪水的作用下遭到破坏，就会引发泄漏事故的出现。由于化工运输、存储装置中的物料往往具有一定的危险性，泄漏后容易引起毒气扩散，对于易燃易爆品，如遇到火源还会产生爆炸，泄漏物在洪水的作用下有可能加速扩散也可能会与洪水反应，不仅损毁化工设备，还会造成人员的伤亡和一系列的环境污染，后果难以控制。由此可知，洪水灾害一旦发生，产生的影响和损失可能远大于传统的由于人的失误或装置的失效所引起的事故灾难后果。
【参考文献】

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本文编号：2846090