保护层识别改进在油气站场工艺流程SIL定级中的应用

针对保护层分析(LOPA)在保护层识别上的缺陷,重点分析了不满足独立保护层属性的非有效性保护层和非独立性保护层,分别引入消减系数量化事故后果减缓程度,引入故障树量化共因失效概率,计算两种保护层对场景频率的影响,并进行了实例分析与验证。结果表明：改进保护层识别后,场景发生频率与传统计算结果相比,降低了3个数量级,传统结果的SIL等级为2,改进后的结果则表明无需设置额外的安全仪表系统和保护层。研究结果扩展了LOPA分析的应用范围,为油气站场开展SIL定级提供了实际参考。     

基于多米诺效应的化工装置风险评估

在化工园区中,多米诺效应是引发重大事故的原因之一。结合国内外的研究成果阐述了多米诺效应风险评估的程序和辨识多米诺效应的事故场景方法,并运用概率分析的方法对事故场景进行了分析。结合实例,根据初始事故的影响,运用目标设备概率模型对目标设备进行了损坏概率计算,得出了冲击波超压、热辐射对周围设备的损害概率,并进一步分析出冲击波比热辐射在化工装置布置中更重要的影响。多米诺风险评估不仅能有效降低次生灾害的发生率,同时有利于进行土地规划、化工企业布局和事故应急管理等。     

化工储罐区事故多米诺效应概率分析

以某化工储罐区为实例分析了热辐射、爆炸冲击波及爆炸碎片等事故参数引发的事故多米诺效应,计算了液化气储罐冲击波超压、池火灾对邻近设备和人员的损害概率以及被损害储罐发生爆炸时爆炸碎片撞击周围储罐的概率。结合化工罐区特点及生产管理实践提出了相应的安全防护措施,为预防化工罐区事故多米诺效应的发生扩展提供了依据,更有效地保障了化工罐区的安全。     

油气站场可燃物质点火概率取值方式研究

合理确定可燃物质的点火概率是保护层分析的重要步骤,是后续安全仪表系统完整性等级评估的基础。分析了计算取值、经验取值和OGP取值三种点火概率的取值方法,采用设置边界点的方式修正了OGP点火概率,并分析了数据的显著性。结果表明：OGP取值充分考虑了不同泄漏场景和泄漏速率下的点火概率,且不区分立即点火和延迟点火,在计算上较为简便,是计算点火概率的首选方式;对小型站场设计时,应充分考虑防火堤、防火涂层等防护措施的设置;对大型油库设计时,应设置足够数量的可燃气体探测装置,应充分考虑空气流通性对点火概率的影响。研究结果可为站场工艺布局的调整和工艺条件的改善提供理论依据。     

基于BN-LOPA模型的油气站场工艺失效风险评估

为解决传统危险与可操作性分析(HAZOP)在场景识别和筛选方面的局限性,利用贝叶斯网络(BN)强大的概率推理和决策能力,将事故树(FTA)、贝叶斯网络和保护层分析相结合,根据事故树和贝叶斯网络的对应关系进行映射转化构建网络结构,对先验概率和概率分布表(CPT)的赋值进行了模糊改进,实现了油气站场事故风险的动态分析,并进行了实例验证。结果表明：贝叶斯网络对顶事件发生概率的计算结果比事故树模型更加准确,通过反向推理得到后验概率中较大的事件可作为设备和工艺流程的关键环节,后验概率作为保护层分析(LOPA)中初始事件及使能条件的发生频率。研究结果使LOPA分析中的初始事件、使能条件和后果事件更加明确,可全面分析事故发展的全过程。     

基于改进修正因子的保护层分析在油气站场中的应用

保护层（LOPA）分析被广泛应用于油气站场的风险评价中,为评估典型站场现有保护措施是否完善,提高站场的风险管控能力,对LOPA分析中的修正因子进行改进。参照OPG （国际油气生产商协会）报告确定点火概率,共得到8类可燃液体和7类可燃气体的点火概率,并用三次样条插值方法求取给定泄漏速率下的点火概率;通过考虑人员暴露概率和独立保护层的关系确定人员暴露概率;通过爆炸超压准则确定人员伤亡概率,并进行了实例验证。结果表明,改进后的后果发生频率较传统算法降低了一个数量级,避免了传统算法过于保守的评价结果,提高了LOPA分析的准确性。研究结果可为站场安全防护和安全仪表系统的定级提供实际参考。     

基于Monte Carlo分析的储罐失效概率计算

石化企业储罐区内储罐的失效原因可能来自储罐自身,也可能来自储罐外部,例如多米诺效应影响,在计算储罐失效概率中考虑多米诺效应非常必要。依据可靠性理论得到的储罐失效概率的计算公式,计算过程复杂且存在较大误差。本文采用分析计算法和蒙特卡洛模拟算法分别计算了储罐的瞬时失效概率。通过对分析计算法和蒙特卡洛模拟算法所得结果的比较,验证了蒙特卡洛模拟算法的可行性。     

油气管道泄漏事故的定量风险评价

介绍了油气管道泄漏事故定量风险评价的基本原则和一般步骤.分析了泄漏事故概率和事故后果,并根据事故基本参数确定其数值.根据这两种指标,运用危险矩阵来简单地确定风险等级及提出推荐的处理建议.此外,在考虑事故后果时,介绍了事件树分析法.根据油气泄漏事故可能造成的3种后果(无燃烧、燃烧和爆炸事件),分别估算了其发生概率.从安全、经济和环境3个方面评价了油气泄漏的后果,讨论了相应后果指标的考虑因素.同时还介绍了推荐的管道失效概率分类准则,并阐述了3类损伤发展模型,即速度模型、敏感模型和无关模型.     

考虑随机过程的油气管道时变失效概率计算

为提高油气管道抗风险能力和完整性管理水平,针对管道结构抗力和附加载荷随时间随机变化的特性,将剩余强度视为随机过程,引入“首次穿越模型”构建腐蚀管道的时变失效概率模型,通过实例分析考察了管道结构参数和随机激励因素对失效概率的影响,并进行了定量分析。结果表明,基于蒙特卡洛模拟的计算结果与基于首次穿越模型的计算结果相比,两者吻合性较好,证明了时变失效概率模型的科学性和有效性;系统运行压力和腐蚀速率是影响失效概率的主要因素,在低失效概率下,可忽略管道规格和抗拉强度的影响;在正常条件下,该管道的剩余寿命为24 a,在运行20～30 a期间应注意对管道系统进行维护维修,以提高管道使用寿命。     

基于人因可靠性分析的油气站场SIL等级验证

油气站场内安全仪表系统的联锁触发往往需要人员操作,为准确评价这部分安全仪表回路的SIL等级,在常规SIL验证的基础上,引入人因失效概率,将操作人员与安全仪表构成串联型结构,并将人的行为分为观察、诊断、操作三个过程,其中观察和操作阶段采用CREAM模型计算人因失效概率,诊断阶段采用HCR模型计算人因失效概率。以某站场ESD系统为例进行验算,发现当SIF回路中有人员操作干预时,人因造成的失效概率占比较大,可直接影响SIL等级的验证结果。研究结果可为有人员干预的安全完整性等级验证提供实际参考。     

基于保护层分析法的安全完整性等级评估方法研究及应用

原料油缓冲罐是加氢装置中的核心设备,某公司原料油缓冲罐近年来由于各种原因发生窜压而导致反应罐爆炸的事故时有发生,针对该问题,依据IEC 61508及IEC 61511标准,采用保护层分析法,对加氢装置反应进料系统的联锁回路安全完整性等级定级,随后利用exSILentia软件验证联锁回路,对于不满足安全要求的联锁回路提出合理化建议,指导企业开展自我审查,修复整改联锁薄弱环节,对提高企业本质安全具有现实指导意义。     

基于联合概率的构造等高线断线重建方法

针对构造等高线断线重建问题,文中分析了多种等高线断线重建算法,提出了一种基于联合概率的构造等高线断线重建算法。将分割后的等高线的断点进行分类,分别处理每一类断点。在中间断点处理过程中,先根据方向信息对其进行分组,然后在考虑断点距离、方向差异和拟合曲线平均曲率等因素的基础上,采用基于最大连接概率的等高线断线重建算法进行断线重建。实验结果表明,该方法解决了不同尺寸图像和不同复杂程度的构造等高线图的断线重建问题,与现有方法相比,具有较好的适应性和准确性。     

基于SPN模型的油气站场安全仪表系统SIL验证方法

对安全仪表系统进行SIL等级验证可有效地量化油气站场安全风险等级。针对传统SIL等级计算方法的不足,建立了基于随机Petri网的多级可拓“MooN”型SIL验证模型,对部分参数的不确定性,采用蒙特卡洛模拟进行计算,并以某输气站场气液分离器高完整性压力保护系统为例进行验算。结果表明,SPN-蒙特卡洛模型可考虑系统动态变化及维修计划实施的影响,也可进行部分功能测试周期的扩展,与传统的可靠性框图计算结果相比,两者结果在同一数量级,不会影响SIL验证结果,证明了SPN-蒙特卡洛模型在SIL验证上的可行性和准确性。     

成品油库事故状态下的防范措施及计算方法

油库的事故应急防控是油库设计的重要环节,事故缓冲池方案的选择直接影响到设计产品质量和工程建设投资。针对近年来发生的由危险化学品事故引发的环境污染事件,论述了成品油库储油罐区的设置原则、事故状态下的防范措施。介绍了计算防火堤有效容积的两种方法：一是防火堤不兼作事故缓冲池;二是防火堤兼作事故缓冲池。并结合实例重点介绍了防火堤兼作事故缓冲池时的计算方法及设计中应注意的问题。     

基于概率神经网络信息融合的拟声波构建方法

本文介绍一种基于概率神经网络(PNN)的拟声波曲线构建方法。首先论述了基本PNN的数学模型,在此基础上,设计了适合于多源测井信息融合的多输入、单输出PNN网络拓扑结构,并利用PNN的插值功能以拟合误差最小为准则推导出新模型的输出;最后利用该模型对实际测井资料进行处理,能够快速、自适应构建拟声波曲线。通过对处理结果的分析,验证了该方法的合理性和有效性。     

量化风险评价（QRA）中泄漏概率的一种推荐计算方法

介绍了安全量化风险评价中泄漏概率的一种计算方法,该方法是基于强度应力的可靠性计算模型,给出实例说明了该模型的应用过程.     

基于试验设计的概率体积法在页岩气储量计算中的应用

概率体积法是目前比较理想的页岩气储量评估方法。以涪陵页岩气田×井区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组下部地层为例,采用随机建模技术建立了工区的三维地质模型。对影响页岩气储量计算的5类不确定性参数进行分析,设置了各个参数的悲观、可能及乐观3个水平。采用正交试验设计方法设计了18组模拟方案,分别对其进行计算,用直观和方差分析方法对模拟结果进行分析,并对影响页岩气储量的不确定性参数进行了定量评价,最终得到页岩气的储量概率分布。该方法减少了模拟计算时间,提高了评价效率。     

基于非概率可靠性的喷射导管下入深度设计方法

在深水探井设计中,由于钻孔取土壤样的费用高,设计导管下入深度时往往缺少所需的土壤参数,而海底土壤参数又存在较大的不确定性,此时采用确定性方法进行导管下入深度设计存在一定的难度和风险。为此,以区间分析方法和结构可靠性理论为基础,通过分析喷射下入导管的载荷,建立了喷射下入导管的功能函数,形成了一种基于非概率可靠性的喷射导管下深设计方法。通过实例对比了该设计方法与确定性导管下入深度设计方法的设计结果,发现该方法的设计结果大于确定性方法的设计结果。这说明,采用该方法设计导管下入深度可以保证导管系统安全可靠,而且有一定的安全余量。该方法克服了缺少土壤参数情况下确定性方法存在的不足,降低了对土壤参数的需求,有助于降低深水钻井作业成本,同时可以保证深水钻井作业安全。      

基于概率核主成分分析的属性优化方法及其应用

主成分分析（PCA）是最常用的属性优化分析技术,但存在缺少概率模型和缺失高阶统计量信息的不足。本文基于贝叶斯理论和核主成分分析（KPCA）法,研究了可同时克服PCA两个缺点的方法——概率核主成分分析（PKPCA）。即首先将样本数据映射到高维特征空间,继而在特征空间定义数据的概率模型,最后应用期望最大（EM）估计最佳结果。该方法兼具概率分析和核主成分分析的优点,能有效地适应更复杂储层情况,实现非线性概率分析。实际数据的应用结果表明,基于贝叶斯理论的属性概率优化法提高了属性优化的精度,同时增强了储层预测的准确性和可靠性。