LPG蒸气云爆炸风险评估中的参数不确定性分析

分析了液化石油气的危险特性及其事故性爆炸的主要特点,针对蒸气云爆炸定量风险评估中不确定因素无法精确确定而导致的结果不确定性问题,即蒸气云爆炸事故造成的危害存在不确定性,建立了蒸气云爆炸风险评估模型,提出了一种基于Monte Carlo模拟的不确定性处理方法,计算了LPG蒸气云爆炸波伤害范围和事故风险概率曲线,对于定量评估VCE事故风险具有重要意义。     

加氢站事故后果模拟与定量风险评估

选取加氢站的储氢装置为例，定量研究储氢装置的物理爆炸、气云爆炸、射流火、火球等典型事故，利用燃烧爆炸和安全评价相关理论计算冲击波超压、热辐射等重要参数，研究事故后果。基于定量风险分析（QRA）方法，计算得到加氢站内外建筑物安全距离、个人风险，为预测氢基础设施的安全性提供科学依据，为保障安全用氢提供技术手段。     

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。     

一起蒸汽超压爆炸事故的技术分析

本文简要描述了一起介质为蒸汽的压力容器超压爆炸事故的经过和严重后果,并从技术角度对爆炸的原因、爆炸时的压力及爆炸断裂拉力走向进行了理论分析和计算,提出了预防类似事故的对策,对预防压力容器超压爆炸事故以及调查、分析压力容器爆炸事故原因具有一定的指导意义。     

基于维度事故载荷的控制室抗爆强度设计

设计事故载荷（design accident load）被广泛应用于化工厂关键设备、建筑物的强度设计,以最严重工况下能够承受的最大意外载荷为强度设计的参考值,然而风险是由概率和后果共同度量的,在强度设计时若只考虑事故后果则有可能造成过度设计。本文针对该问题提出了一种基于维度事故载荷（dimensioning accident load,DAL）的确定控制室抗爆强度的方法,构建事故场景集并计算了各场景发生概率,基于NORSOK Z-013和风险可接受标准进行场景的筛选以减小场景的数量和不确定性,对可信场景的泄漏模拟获得可燃气云的体积和位置分布,并通过爆炸模拟计算每一个场景的爆炸超压值,根据可接受风险标准确定控制室的DAL。以控制室的DAL作为峰值入射超压计算控制室的爆炸载荷,以此为依据判断控制室应采取的抗爆结构形式。厂区案例分析结果表明,基于维度事故载荷的确定控制室抗爆强度方法从概率和后果两个角度综合量化了控制室的抗爆载荷,克服了设计事故载荷的缺点,在满足个人可接受风险标准的条件下能够减小设计成本,避免过度设计,为控制室的强度设计和安全屏障设计提供一定的理论依据。     

油田中心处理站火灾爆炸风险分析

为进一步分析重要建筑物和关键设备的潜在风险,对中东某油田进行火灾爆炸风险分析。以假定条件为计算基础,对厂区进行区域划分,对厂区内所有处理危害介质的设施进行了分析和计算。频率分析以UK HSE碳氢化合物泄漏数据库为基础,后果分析参考API 581—2008《基于风险的检测技术》中的事故树应用PHAST软件计算。最终得出厂区内的关键建筑物和处理设施所处于的火灾热辐射和爆炸超压值的风险范围,并且通过风险分析给出了降低风险的建议。     

聚合釜超压喷料火灾爆炸事故风险分析

分析了聚合釜因过程失控产生超压的原因，并采用TNT当量法定量分析了氯乙烯泄漏爆炸事故的危害，计算出了死亡、财产损失的具体范围，提出了预防此类事故的一般性措施。     

海洋平台含硫化氢天然气泄漏爆炸连锁事故后果动态评估

硫化氢毒害载荷与油气爆炸载荷是海洋油气作业安全进行的重大威胁。基于此,本文面向海洋平台含硫化氢天然气泄漏爆炸连锁事故,考虑连锁事故发展过程中毒害载荷与超压载荷连续存在的必然性,提出多危险载荷事故后果动态评估方法。以假想的海洋平台含硫化氢天然气泄漏爆炸连锁事故为例,考虑紧急关断系统与放空系统的干预设置动态泄漏速率。以泄漏为触发事件考虑事故的灾变演化,兼顾泄漏硫化氢积聚状态的时空发展与作业人员的应急疏散开展硫化氢毒害后果动态评估;结合延迟点火时刻作业人员实时位置爆炸载荷开展爆炸危害后果评估。引入风险理念,基于风险的可加性对两种危险载荷导致的影响进行综合评估。研究结果可以为海洋平台的应急救援及应急资源的配置提供支持。     

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。     

预测管道中气体爆炸超压的改进ME法

分析了管道中可燃气体爆炸超压的特点,提出了利用ME模型预测管道中气体爆炸超压的新方法,在能量守恒定律和爆炸能量相似律分析的基础上结合爆炸反射压力理论修正了ME模型并用于封闭管道中气体爆炸超压的预测,利用修正的ME模型计算了甲烷在管道中的爆炸超压,对计算值与实验值同ME模型、TNT当量模型的计算值以及数值模拟计算结果进行了比较分析.实验的管道分别是直径为2m、长29m的大型圆管和边长为80mm、长24m的小型方管.数值模拟的独头巷道横截面是方形,边长为1.77m,巷道全长30m,瓦斯填充长度为6m.比较分析结果表明：修正的ME模型计算值与实验值以及数值模拟计算结果吻合较好.该方法可用于管道中气体爆炸灾害事故危险性分析与评估,给管道防爆泄压设计和爆炸防护提供重要参考.     

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。     

硫磺粉尘燃爆危险性研究

为预防硫磺粉尘的燃爆危险性,测试了硫磺的自燃温度、自热特性、热稳定性、最小点火能、爆炸下限质量浓度、爆炸压力和爆炸指数,根据实验结果对硫磺粉尘危险性做了分级。结果表明,随着粒径的减小,硫磺粉尘的自燃温度、最小点火能和爆炸下限质量浓度相应降低,爆炸压力和爆炸指数则升高;70 μm以下粒径的硫磺粉尘的自燃温度（AIT）为220 ℃,最小点火能（MIE）为0.14 mJ,爆炸下限质量浓度（MEC）为17.5 g/m3,最大爆炸压力（pmax）为1.15 MPa,最大爆炸指数（Kmax）为39.87 MPa·m/s,因此燃爆危险性最高;450 μm以下粒径的硫磺粉尘爆炸危险性等级均为St3级。     

Study of The Blast Waves from the Explosion of Nonspherical Charges

The blast wave patterns from the explosion of cylindrical charges are very complex and the pressure-time histories exhibit multiple shocks. The accurate assessment of the blast wave parameters (positive peak overpressure, duration, and the positive impulse) thus is not a simple task. In this paper a simple system is described for studying the blast waves from the explosion of small cylindrical charges together with comprehensive methods to analyse the experimental results. The assessment of the near-field/far-field behaviour also has been studied.     

AP对炸药空中爆炸参数的影响

为研究AP对炸药空中爆炸性能的影响,在RDX和HMX基混合炸药和含铝炸药中添加AP,并进行了空中爆炸性能试验.从冲击波超压、爆炸火球的最大半径及火球持续时间、爆炸场温度等方面分析了AP对炸药空中爆炸性能的影响.结果表明,AP对空中爆炸冲击波超压的影响与主炸药的种类有关,加入AP后,混合炸药的冲击波超压降低,含铝炸药的冲击波超压增大;随着AP含量的增加,最大火球半径和火球持续时间及爆炸场温度都减小.     

圆柱形可燃气云爆炸实验研究与数值模拟

与半球形可燃气云模型相比,圆柱形模型更接近于气云爆炸事故的实际情况。进行了乙炔浓度7.75%、气云体积0.26m³的圆柱形可燃气云爆炸实验,记录了距气云中心1.2 m与1.6 m两点的爆炸超压。建立了描述气云爆炸的理论模型,采用SIMPLE算法编制了计算程序。计算结果经实验数据考核,最大与平均相对偏差分别 为18.3%与5.4%,证实程序满足气云爆炸模拟与预测的要求。研究结果显示：爆炸流场不具备球形对称的性质,爆炸超压与火焰传播方向有关,当气云高径比0.2时,沿地面方向的最大超压可达垂直方向的3.3倍;气云体积不变而形状变化时,爆炸强度随着高径比的增大而增大,高径比1.0时的最大超压可达高径比0.1时的3.1倍;气云高径比降低时,火焰传播距离增大,燃烧时间增长,气云释能速率下降,因此爆炸超压降低。研究结果对可燃气云爆炸灾害的预测具有一定的指导意义。