化工园区多米诺事故风险评价与防控技术综述

定量风险评价是化工厂区或园区预防多米诺效应的主要方法,各类事故预防与控制措施的制定及其有效性检验也依赖于多米诺效应定量风险评价的结果。然而,由于概率风险表征、多米诺场景概率结构、火灾与爆炸致损概率等存在多种不一致或解释不明确的方法模型,使风险评价结果差异性很大,无法更进一步对各类多米诺事故预防与控制技术进行评估。本文首先界定了多米诺效应的基本概念和原理,然后对当前文献中相关多米诺效应定量风险评价方法进行深入剖析,明确了多米诺场景概率以及火灾热辐射、爆炸冲击波、爆炸碎片致损概率的计算方法。另外,还从阈值与安全距离、安全容量及布局优化、安全屏障与防火隔热层、安全与应急管理决策支持、安防与脆弱性分析及灾害衍生事故等方面对多米诺事故防控技术进行了评述。最后,指出以目标设备为核心的各类致损概率计算方法,即设备易损性,是后续研究的关注焦点。     

油气站场多级多米诺事故下的安全风险评价

为降低油气站场内人员伤亡和财产损失的风险，以某站场内储罐区为研究对象，在确定事故扩展向量和临界值的基础上，利用概率单位模型计算储罐损坏概率，利用贝叶斯网络确定多级多米诺事故的传播路径，由此建立多级多米诺事故的定量风险评价模型，并根据人体脆弱性模型计算不同潜在风险下固定位置的个人风险和社会风险。结果表明，贝叶斯网络综合考虑了储罐间协同作用和不同层级多米诺造成的影响，二级多米诺以后的风险有所增大且不应忽略，个人风险涵盖了储罐区内的所有储罐，社会风险中的最大死亡人数为95人，评价结果更符合实际工况。研究结果可为油气站场选址和防灾、减灾提供实际参考。     

化工罐区爆炸碎片多米诺效应影响概率计算模型

爆炸碎片是化工区多米诺事故的重要诱因。从爆炸碎片飞行过程的规律性及碎片产生抛射的不确定性出发,分析化工罐区爆炸碎片破坏性及事故连锁机理。将储罐爆炸瞬间视为一个多方过程,通过求解多方过程状态方程,推导了爆炸碎片初速度计算公式;通过求解碎片飞行的加速度方程并结合边界条件,得到了爆炸碎片飞行距离及飞行速度计算公式;以爆炸碎片飞行规律性分析得到的相关公式为目标函数,分析影响爆炸碎片飞行距离及飞行速度不确定性的随机变量,通过随机抽样并对目标函数不同计算结果的出现频率进行累积,得到爆炸碎片在不同飞行距离上的累积击中概率。通过分析重大危险源单元（major hazard installation unit,MHIU）之间的一次影响及多次影响,构建化工罐区多个重大危险源发生爆炸碎片多米诺影响效应的概率计算模型,揭示爆炸碎片产生、抛射、飞行及打击目标的内在机理,相关分析结果能够为化工园区多米诺事故风险分析奠定基础。     

火灾爆炸事故多米诺效应分析

指出了触发事故多米诺效应的事故类型,多米诺效应发生的升级因素和导致事故扩大的途径,并以二硫化碳储罐为例,采用事故后果模拟分析法和概率模型,进行定量计算,预测次生事故的发生概率及后果,从而提出有针对性的控制措施,提高装置的本质安全程度。     

球罐BLEVE碎片抛射的Monte-Carlo分析

多米诺效应是引发化工厂发生重大灾害性事故的主要原因之一,其总后果的严重性远远超过初始事故后果的严重性。目前研究多米诺效应主要考虑热辐射、超压和碎片3种扩展向量,其中爆炸碎片具有很大的随机性,而且破坏后果常常很严重。对爆炸碎片的研究是个热点和难题。本文以墨西哥城液化石油气爆炸事故中球罐发生沸腾液体扩展为蒸气云爆炸（BLEVE）为例,通过Monte-Carlo方法模拟,利用有关的数据和资料确定爆炸碎片产生和飞行中的不确定性参数的概率密度分布,从而计算出碎片的抛射范围。并在此基础上,考虑目标容器和风的影响,将二维轨迹方程扩展为三维方程,并计算得到在给定位置处的目标容器受到碎片冲击的概率。本文的研究结果对于定量评价球罐发生BLEVE之后碎片所造成的危险分析具有重要意义。     

基于多源异构数据融合的化工安全风险动态量化评估方法

针对石化企业过程安全风险分析缺乏多源异构数据融合、难以解析风险动态时变机理的现状。首先基于改进的模糊Petri网建立风险动态传播模型,考虑初始事件失效、保护层失效和修正因子等参数,得到风险的实时变化概率;然后分析不同保护层失效对事故发生概率的影响,得到不同保护层的重要程度;最后,以正己烷缓冲罐溢流发生火灾爆炸事故为例进行动态风险计算,分析对比其在不同保护层失效下的事故发生概率变化,结果表明安全联锁系统对事故发生起关键作用,日常应加大对其检测力度,防止事故发生。     

爆炸冲击波作用下化工设备易损性研究评述

爆炸冲击波是导致化工园区多米诺效应事故升级的重要原因之一。在文献分析的基础上，本文从爆炸冲击波强度表征、化工设备破坏失效的动力响应、破坏失效概率计算方法、易损性分析等4个方面，指出目前爆炸冲击波作用下化工设备易损性研究存在的不足，进而提出了进一步研究方向，包括不同爆炸类型的超压时程曲线特征与能量频谱规律研究、空间分布参数模型或集中参数模型的定量研究、基于结构可靠性的破坏失效概率计算方法、爆炸冲击波强度参数与设备抗性参数的易损性分析等，在此基础上系统性建立了爆炸冲击波作用下化工设备易损性研究的流程图，指出集中参数的可靠性方法与随机有限元法是爆炸冲击波作用下化工设备易损性研究的关键性方向，为提高爆炸冲击波多米诺效应定量风险评估的可靠度与精确度提供参考。     

黎巴嫩贝鲁特港爆炸中的多米诺效应探讨

2020年8月4日,黎巴嫩首都贝鲁特港口发生了一场巨大爆炸,造成了极其严重的人员伤亡和财产损失。事故中硝酸铵是最主要的爆炸物。在爆炸前,仓库周围发生了一系列的多米诺效应,从而导致最终事故的发生。文章以黎巴嫩爆炸中的多米诺效应引出,多方面探讨分析以多米诺效应导致的化工事故,以及强调多米诺效应在化工行业中的重要性,从而保障化工生产、储存、运输过程中的安全。     

基于多米诺效应的天然气脱硫吸收塔事故后果分析

针对天然气净化厂脱硫吸收塔重大事故,引入多米诺效应理论分析脱硫吸收塔事故后果。首先对脱硫吸收塔多米诺效应进行分析,然后运用PHAST软件确定初始事故危害程度,运用设备损坏概率模型计算初始事故对邻近危险设备的危害概率,并从人员伤亡和财产损失两方面量化事故的严重程度,最后提出降低脱硫吸收塔事故发生多米诺效应概率的措施,使事故后果研究具有客观性。     

聚酯企业粉尘安全管理初探

近年来,粉尘爆炸事故时有发生,如2012年8月2日,昆山市的中荣金属制品有限公司抛光二车间发生特别重大铝粉尘爆炸事故,同类型的粉尘爆炸事故造成了重大的人员伤亡及财产损失,引起社会各界对各类粉尘及其爆炸特性的广泛关注与研究。然而对合成材料(聚酯)的主要原料——对苯二甲酸(PTA)粉尘爆炸的研究则相对较少,在当前聚酯产品广泛应用于各行各业生产的主要原材料的大背景下,聚酯企业、涤纶化纤企业内PTA粉尘爆炸事故风险日益显现。为深入了解PTA粉尘的燃烧爆炸特性,也为涉尘企业的安全生产管理提供可靠依据和范例,本文从理论与实际操作两方面对PTA粉尘的爆炸特性进行了研究和探讨,针对分析结果提出预防及改进措施。     

连锁效应下化工装置定量风险分析初选方法

化工过程装置定量风险分析(QRA)首先面对装置初选的问题。基于2类危险源理论和装置连锁事故的主要诱因和过程机理分析,得出化工过程装置风险主要包括二方面:装置内危险物质的数量和危险特性,装置之间的事故连锁效应。提出与化工过程装置火灾、爆炸及毒物泄漏事故相对应的3类装置固有风险指标和2类装置事故连锁风险指标。基于2类风险指标分别建立装置专项事故风险综合评价矩阵,通过矩阵计算获得各装置专项事故综合风险的相对高低,并确立装置初选的最低条件,完成装置的初选,并通过实例应用演示了该方法。     

聚磷酸铵抑制PMMA粉尘爆炸特性研究

为研究聚磷酸铵(APP)对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粉尘爆炸的抑制特性,从最大爆炸压力P_ex、最大爆炸压力上升速率(dP/dt)_ex、最小点火能量(MIE)和最小点火温度(MIT)等多方面分析了APP对PMMA粉尘爆炸特性的影响。结果表明,APP可有效降低PMMA粉尘最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率,并延迟最大爆炸压力峰值到达时间;对于不同浓度PMMA粉尘的MIE,APP均有显著的抑制效果,且存在临界抑制浓度配比1∶1,在该浓度配比条件下PMMA粉尘很难通过静电点火;对于不同浓度PMMA粉尘的MIT,APP同样均具有一定抑制作用,且相同浓度配比条件下,抑制作用随PMMA浓度的增大而增大。此外,结合APP和PMMA热特性及红外光谱分析结果,分析了APP抑制PMMA粉尘爆炸机理。     

工业事故多米诺效应分析

事故多米诺效应是一系列事故的连锁反应,影响范围广,后果严重,引起了国内外的广泛关注。由于国内对事故管理不完善,事故信息统计不系统,事故的多米诺效应还没有得到深刻的认识。本文回顾了多米诺效应在工业事故中的发展历程,分析了多米诺效应的特征及扩展因素,通过对国内外相关事故信息的统计分析,对多米诺事故的初始事件、频发区域、危险物质及事故类型等进行了阐述,并讨论了多米诺效应的发展趋势。随着我国工业规模的不断扩大,对工业事故多米诺效应的研究分析将有助于预防重大连锁事故的发生。     

基于等价气云爆炸风险评估的气体防护区域定量划分

目前对危险气体泄漏防护区域的划分方法主要为定性方法,难以对具体场景定量表征,进而无法用于风险防控系统的设计规划。本文在等价气云理论的基础上,基于爆炸事故后果风险评估,提出一种定量划分气体防护区域的方法。综合考虑气体泄漏概率、风速风向联合分布概率等现场特征要素,运用高斯扩散模型,得到气体泄漏扩散的等价气云体积以及气体泄漏扩散风险集合,并进行泄漏场景筛选。针对扩散风险较大的场景进行点火概率分析,利用多能法计算气云爆炸影响范围,对气云爆炸事故进行风险评估得到爆炸事故后果风险集合。在ALARP标准与火气系统探测器场景覆盖率的指导下,依据不同装置区域的风险值确定气体防护区域等级定量划分标准。通过某LNG接收站案例分析,可定量得到不同装置的防护区域等级,实现针对具体泄漏场景的气体防护区域等级定量划分。数值计算表明,气体防护区域定量划分可为火气系统探测器布设提供理论支持。     

工业企业粉尘爆炸事故的预防及处置

随着我国社会经济与科技水平不断提高,工业生产过程中粉尘爆炸事故不断发生,造成严重损失。因此,提高安全防范是预防和减少工业企业粉尘爆炸事故发生的关键,文章就工业企业粉尘爆炸事故的预防及处置展开探析。     

Optimal layout of additional facilities for minimization of domino effects based on worst-case scenarios

Accidents involving domino effects are more serious than other type of accidents. Although there have been studies on such accidents, it is still difficult to examine the actual factors and causes since the domino effect is influenced nonlinearly by factors involving flame, overpressure, and flying objects. We considered the case of adding new facilities to an existing system in a given site. The layout of new facilities suggests positions that minimize the domino effects, based on nonlinear optimization taking domino factors into account. We quantitatively calculated the domino risk of each facility through the concept of combined domino factors (flame, overpressure, and missile). Also, we identified variations of domino damage extent of the target system through comparison of the impacts of domino effect when additional facilities were installed. Simulated annealing was adopted for searching optimal positions. As a case study, we applied the proposed method to the case of adding DME storage tanks in the existing LPG charging facilities. The presented framework of the quantitative assessment of domino risk and safety standard for the layout of additional facilities would be useful for proper layout design for improved accident prevention.     

铝粉尘爆炸典型案例分析及安全对策

介绍了铝粉的理化性质和火灾危险性,通过铝粉尘爆炸典型事故案例,分析了铝粉粉尘爆炸的事故特点,铝粉粉尘爆炸的事故原因,探讨了预防铝粉粉尘爆炸的主要技术措施和铝粉粉尘事故发生后一般处置手段和注意事项。