可燃物质泄漏点火概率研究

合理确定可燃物质泄漏点火概率是开展定量风险评价的一个重要环节,通常采用的两种确定方法是基于数据库统计分析给出建议值和理论模型分析计算法在无法获悉事故场景的情况下,采用统计分析建议值较为合理;若有较多的事故场景信息,综合考虑各影响因素确定点火概率较为合理。具体来说,确定立即点火概率需综合考虑可燃物质燃烧特性、压力及泄漏点温度等因素;确定延迟点火概率需综合考虑可燃物质燃烧特性,形成的蒸气云域及浓度,蒸气云覆盖点火源的概率,点火源是否被激活及其强度,对点火源采取的控制措施等因素。据此,研究了确定立即点火概率和延迟点火概率的方法,并进行了实例分析。     

基于保护层效应的油气站场罐区多米诺事故概率计算方法

为准确计算油气站场罐区在多米诺效应下的事故概率,有效降低事故发生时的多米诺效应风险。基于保护层独立性和有效性的原则修正了事故扩展概率,定义了3种逻辑门结构用于事故树模型量化多米诺事故概率,并通过实例分析验证了计算方法的科学性。结果表明,考虑保护层时的多米诺事故概率与未考虑保护层时相比,降低了一个数量级,说明启用保护层对于改变事故传播机制具有重要作用,其中消防冷却水喷淋系统的保护效果最好;当有保护层时,个人风险对应的最大临界半径均有所减小,且有多米诺事故时的个人风险几乎与无多米诺事故时一致,说明采取保护层可降低个人风险。研究结果可为站场罐区开展多米诺效应定量评估提供实际参考。     

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。     

LOPA场景识别与筛选在油气站场中的应用

为了准确筛选用于LOPA分析的场景,简化了领结分析法模型,将领结分析法模型映射至LOPA分析中,充分考虑后果可能性和后果发生频率的权重,改进了最大可信事故场景计算方法,量化了初始事件、使能条件和修正因子的赋值,最后以某站场储罐泄漏和溢流损失事件为例进行了验证分析。结果表明：所有场景的后果发生频率均大于10^-6,根据该站场内部风险评价矩阵,最终确定大孔泄漏、灾难性破裂和储罐溢流下的所有场景进入二次筛选;二次筛选后,得到7个待分析的LOPA场景,场景主要集中在蒸汽云爆炸和闪火/池火灾等后果。验证表明：该方法可更加全面地筛选事故场景,对于后续LOPA分析具有指导意义。     

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。     

浅谈人员暴露概率在保护层分析中的应用

随着危化品企业对过程安全的重视程度逐步增强,安全仪表系统安全完整性等级(SLL)评估的推广,结合保护层分析(LOPA),通过建立事件树模型分析了人员暴露概率的取值与独立保护层的关系,并结合具体案例对较重大事故的分析中人员暴露概率的取值修正依据,使LOPA分析取得更准确的风险分析结果,并制定针对性风险管控活动.     

圈闭含油气概率赋值标准及其在塔里木盆地的应用

圈闭含油气概率赋值标准是圈闭含油气性量化评价的基础,是勘探风险分析的重要内容。从圈闭成藏的地质过程出发,鉴于圈闭、充注、储集和保存4项成藏条件相互独立、缺一不可,因此采用这4项成藏条件作为主因子,并用其各自概率的乘积表示圈闭的含油气概率。对于纵向上由多个目的层组成的圈闭,其含油气概率是指至少有一个层圈闭发现油气的概率。在不同类型油气藏成藏主控因素及不同地区风险关键因素分析的基础上,进一步细化4项主因子,分别提出了存在和有效两类子因子。根据木桶短板效应原理,提出若各子因子关键参数独立,则其关键参数发生概率相乘即为圈闭含油气概率;若子因子关键参数相关,则取风险最大者与其他子因子概率相乘表示圈闭的含油气概率。同时,根据资料的相关程度、丰富程度、控制程度和质量评价,建立了概率赋值原则以及4项主因子及其子因子概率赋值标准,并将含油气概率分为5级。圈闭的含油气概率越大,地质风险越低;反之亦然。该方法在塔里木盆地实际应用,取得较好效果。     

点火方式对平板狭缝中预混火焰形状的影响

模拟了预混乙炔-空气绝热火焰在平板狭缝中的传播,针对平面点火和火花点火对火焰形状的影响进行了重点讨论.计算结果显示,采用平面点火时,火焰在较小的狭缝通道中会形成蘑菇形状,而在较大的狭缝通道中会形成郁金香形状.而采用火花点火时,在两种通道条件下,火焰都倾向于形成蘑菇形状.根据计算结果可知,采用平面点火方式有利于郁金香状火焰的形成,而在火花点火条件下,更倾向于形成蘑菇状火焰.此结论对郁金香状火焰形成机理研究是必要的补充.     

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。     

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。     

美国油气站场变电站消防标准先进性研究

变电站是管道系统的重要动力设施,对于管道安全高效运行至关重要。我国针对变电站设计和运行的标准比较完善,但是,涉及变电站消防技术研究及标准较少。通过对比美国电气电子工程师协会IEEE 979—2012《变电站防火指南》,其标准的技术先进性表现在变电站火灾危险因素识别、基于火灾风险选址原则、电缆沟设置阻燃盖板、控制室防火墙设计准则,以及设置溢油围栏系统、碎石路面、出口疏散等消防措施。提出了借鉴IEEE 979—2012《变电站防火指南》先进理念,改进我国标准的建议。     

自蔓燃化学点火火烧油层物理模拟研究

采用电点火火烧油层工艺开采稠油油藏时,存在点火温度高、点火成功率低等问题,为此引入自蔓燃技术,提出了自蔓燃化学点火方式。根据自蔓燃原理,以硝酸铵和柠檬酸为主要原料制备了自蔓燃点火剂,并制备了模拟岩心,然后在模拟试验装置上进行了模拟点火试验,分析了原油黏度、岩心孔隙度、含油饱和度、原油含水率对模拟岩心燃烧的影响。试验结果显示,自蔓燃点火剂的点火温度仅为100~200℃,最低可达98℃;随原油黏度升高,点火剂的点火温度升高;岩心孔隙度不影响点火剂的点火温度,但孔隙度越大,原油的燃烧程度和最高燃烧温度越高;含油饱和度不影响点火剂的点火温度和原油的最高燃烧温度,但含油饱和度越大原油燃烧程度越高;原油含水率对点火剂的点火温度、原油燃烧的最高温度和燃烧程度均有影响,原油含水率越低,点火温度越低,最高燃烧温度越高,燃烧程度越高。研究结果表明,自蔓燃化学点火能够安全可靠地点燃原油并进行火烧油层驱油。      

三级圈闭含油气概率和资源量表征方法探讨

在油气预探阶段钻探目标评价优选是以新区和老区“三新”领域的三级圈闭为着眼点。将同一区带上的相同类型和相似成藏条件的2个或2个以上的四级圈闭统称为1个三级圈闭;其含油气概率和资源价值是部署预探井的关键要素。在预探项目优选决策中,三级圈闭的含油气概率应采用预探井首钻四级圈闭的储层概率、保存概率、充注概率和圈闭概率的乘积,而非所有四级圈闭的含油气概率的算术平均值。三级圈闭的资源量应采用满足首钻四级圈闭成功的前提条件下,三级圈闭可获得的资源量进行表征,而不是各四级圈闭资源量算术相加和至少有1个四级圈闭成功条件下的三级圈闭资源量;三级圈闭资源量大小与各四级圈闭的资源量、含油气概率、四级圈闭之间的地质相关性和首钻四级圈闭的选择有关。     

管道进出站场段敷设方式的改进

油气管道进出站场段是管道受力和变形较大的区段,随着管道直径的增大,所需锚固墩承受的推力增大,锚固墩的体积也需随之增大,管道承受的应力很大。为避免长距离埋地管道的轴向位移传递到站内,并避免设置进出站锚固墩带来的不利因素,提出了Z字型进出站场段的管道敷设方式。文章结合管道线路和输送工艺参数进行计算与分析,指出必要时调整进出站段局部管道的线路走向,可减小进站处地面设备和管道的应力及位移。     

输油气站场完整性管理与关键技术应用研究

输油气场站完整性管理目前仍然处于探索研究阶段,其目的是针对不断变化的场站设备设施及运营中面临的风险因素进行识别和技术评价,制订相应的风险控制对策,不断改善识别到的不利影响因素,从而将站场运营的风险水平控制在合理的、可接受的范围内。为此,提出了一套系统、综合的油气站场完整性管理技术方法,重点建立了站场完整性管理框架和流程,阐述了场站风险管理技术（RBI、RCM、SIL）的应用范围,引进并开发了多项场站完整性管理关键技术,包括场站数据库管理技术、后果评估技术、站场内外腐蚀控制技术、站场压缩机故障诊断评估技术、站场管线超声导波检测技术和储气库井的完整性评价方法等,完善了场站完整性管理技术支撑体系,开发了场站风险评估软件（功能分为4个部分：具体设备风险评估、场站数据评估、个体设备风险评估、基本数据分析）,并已在陕京天然气管道所属站场全面推广应用。该技术的推广应用,对于站场完整性管理技术的发展,持续改进、减少和预防站场事故发生,经济合理地保证油气设施安全运行具有重要意义。     

安全仪表回路改造的可靠性及误动作概率计算

安全完整性等级（SIL）评估技术是近几年发展起来的针对石化等行业的一种基于风险的资产管理方法,国际标准IEC 61508和IEC 61511的制定为石化工业等流程工业的SIL评估提供了依据,对于石化行业的安全生产具有重要的促进作用。根据SIL的计算方法对中海石油化学股份有限公司现有安全仪表回路进行评估改造的平均失效概率（PFD）和误动作概率（STR）进行理论计算,为安全仪表项目的前期论证以及技术改造提供了理论依据。     

火驱移动式电点火技术研究

火烧油层是稠油油田开发后期有效的开发方式之一,其成功的关键是油层能够实现高效点火。与其他点火方式相比,电点火方式因其高温、易控、高效而备受青睐。在调研国内外相关技术的基础上,研制出外径为Ø２５. ４ ｍｍ 的连续管式电点火器、电点火工艺管柱、井下温度监控系统及配套的起下装置,形成了直井火驱移动式电点火工艺技术。现场试验结果表明,该技术为火烧油层开采工艺提供了一种高效的点火方法,对实现油层高温燃烧,提高火驱效果将发挥重要的作用,具有广阔的应用前景。     

保护层分析方法研究及其在风险分析中的应用

中国石油近几年来在多家炼化企业逐步推进危险与可操作性分析工作,但该种方法仍然存在一些不足,在此基础上,引入保护层分析方法,实现风险的半定量评估。简单介绍了保护层分析方法的概念,使用该种方法的时机,什么是保护层和独立保护层,保护层分析方法的步骤,使用保护层分析的优点及局限性等等。通过引用实例,在危险与可操作性分析的结果上开展保护层分析,详细列出如何按照保护层分析的步骤一步步开展工作。