基于FRAM的化工装置事故情景推演研究

由于过程风险态势高、安全管控难度大，化工装置易发生非计划停车停产、有毒有害物质泄漏以及火灾爆炸等事故，给社会、经济和环境造成了巨大的负面影响。事故致因模型是解决事故情景构建与推演问题的重要工具，但传统模型无法全面捕捉系统要素间的非线性交互关系或者拘泥于系统要素错误的原因分析及其消除措施的有效制定。因此，本工作引入功能共振分析方法(FRAM)，从整体系统的功能特征角度对化工装置事故情景开展推演研究。FRAM通过识别和描述基本功能、评估各功能的性能变化、确定功能共振的可能性以及制定性能变化的响应措施等步骤，能够深入回溯事故发生过程和演化情景，从而揭示化工装置事故的致因机理、挖掘化工装置的薄弱环节。以BP德克萨斯炼油厂爆炸事故为例，研究结果表明，该事故的主要原因是液位计B2、高液位报警器B3、加热炉S2和换热器S3产生了功能共振，从而引发了8种共振影响因素，并导致了12种功能失效连接。与时间与事件序列图(STEP)、事故地图(AcciMap)的分析结果进行了对比，验证了FRAM用于化工装置事故情景推演的可行性、有效性和合理性。     

城镇燃气管道泄漏事故树风险分析

城市燃气管道主要分布在人口和建筑物集中的区域,一旦破坏发生泄漏将对周围的人员及财产造成严重威胁。因此,有必要对其威胁进行风险分析。通过应用一种重要而常用的系统安全分析方法—事故树分析法(FTA)对城镇地下燃气管道遭受第三方破坏所致的泄漏事故进行了分析,建立了相应事故树模型。采用布尔代数化简法计算出事故树最小径集并对各基本原因事件的结构重要度进行排序。结合最小径集包含的各事件及结构重要度排序分析,可以确定事故管理的主要对象,并提出减少事故的措施,为确定安全对策提供可靠依据。     

基于博弈论的天然气长输管道占压风险分析

天然气长输管道的建设速度受国家能源转型的影响,工程量持续增加,建设速度不断提升,与此同时也带来了相应的安全问题。为减少可避免的工程事故出现,基于博弈法对天然气长输管道风险事故展开分析,构建政府部门、管道运营商、第三方（破坏方）、公众,第三方占压破坏风险分配的多方博弈模型。通过概率计算、模型求解及结果分析对天然气长输管道进行风险分析,对出现的风险可能的情况进行相应的风险等级评价,并提出相应的风险应对策略。     

油气管道失效与风险评估

石油及天然气通过管道运输是最为经济合理的运输方式。但是石油及天然气具有易燃易爆,有毒的性质严重影响了管道的安全运行。当油气管道经长时间使用之后,会由于外部干扰,腐蚀以及管材施工具体质量造成严重油气管道失效问题。甚至会发生火灾,爆炸,中毒等事故,造成重大人员伤亡及经济损失。在油气管道失效事故发生之后,要深入的分析失效模式,机理以及明确原因,以防止此类事故再次发生。同时对油气管道进行风险评估也是一项重要的工作。对于同一管道系统中的不同管段进行风险评估,可深入了解管道的薄弱环节,掌握风险工作的最佳时机,避免事故的发生。本文主要讲述了油气管道的失效现象以及风险评估,进一步降低了油气管道事故的发生。     

基于领结分析法的管道清管收球作业风险评价

管道清管收球过程中存在诸多风险,对操作人员的安全和健康造成威胁。在明确领结分析流程和梳理清管收球作业过程的基础上,建立了导致收球区失效的事故树和事件树模型,并计算了结构重要度、概率重要度和临界重要度,进而计算顶上事件发生概率,并制定了针对性的预防与控制措施。结果表明,放空阀功能失效、平衡阀功能失效和盲板开启操作不当的重要度系数较大,是引发收球区失效的主要原因;通过最小割集计算顶事件发生的概率为1.519×10^-6;基于领结分析对控制潜在危害的屏障对策进行了梳理,提出了7条预防性屏障和6条减缓性屏障,可实现风险评价的图形化管理。研究结果可以减少因清管作业引发的伤亡事故数量提供。     

基于事故树的海底管道第三方破坏风险分析

对由于第三方活动致使海底管道失效的各原因进行分析,建立了以"第三方破坏严重"为顶事件的事故树模型。采用布尔代数化简法计算出事故树最小割集并对各基本原因事件的结构重要度进行排序。结合最小割集包含的各事件及结构重要度排序分析,可以确定事故管理的主要对象,并针对这些主要因素提出了相应的预防措施并提出减少事故的措施。     

基于事故树方法的城市灰霾的致因机理分析:以天津市为例

近年来,以PM2.5为特征的灰霾天气已成为中国许多城市极其严重的环境污染问题,对大气质量和人体健康具有严重的不良影响。由于煤炭在我国能源结构中占据主导地位,燃煤废气可能是导致灰霾污染的其中一个非常关键的影响因素。要进行大气污染防治,首先要对大气污染物的来源和致因机理进行研究。拟从系统方法论的新角度出发,以京津翼地区其中的代表城市天津为研究案例,探索将经典实用的事故树方法(FTA)应用在燃煤与灰霾的致因机理以及风险因子管理的新问题上。通过识别和辨明导致燃煤废气大量排放的直接和潜在原因,构建了"灰霾天气-燃煤废气过量排放"的事故树,基于最小割集、结构重要度、概率重要度以及临界重要度分析,定性、定量地评价了关键风险因子/事件对灰霾天气的贡献和影响。分析结果表明,能源结构不合理,没有合适可替代的清洁能源导致煤的大量燃烧是影响最大的关键风险因子。本工作可为灰霾天气的致因机理分析,风险因子防控以及管理提供一套科学有效的新思路和方法。     

基于模糊DEMATEL-ISM模型的尾矿库事故影响因素研究

尾矿库事故致因复杂，各影响因素相互作用且彼此耦合，为明确引发尾矿库事故的关键因素，深入了解各个影响因素的因果属性及其相互作用关系，提高尾矿库安全管理水平，提出了模糊DEMATEL-ISM模型，从人、物、环境、管理4个维度建立尾矿库事故影响因素指标体系，采用模糊集理论对DEMATEL方法进行改进，确定系统中关键影响因素和各个影响因素的因果属性，利用ISM划分不同层次结构并明确各因素之间的逻辑关系。以国内某尾矿库为例，验证模糊DEMATEL-ISM模型的有效性，结果表明：改进后的模型确定了9个原因因素和7个结果因素，其中溃坝、尾矿泄漏及人员违规违章作业是引发尾矿库事故的关键因素；构建的5级3阶多级递阶结构从直接原因、间接原因、根本原因3个方面体现了引发尾矿库事故的影响因素相互作用关系，并提出了相应的风险管控措施。该模型与传统DEMATEL方法相比更加客观准确。     

压缩机管道振动有限元分析

通过对往复式压缩机出口管线振动原因分析可知,气柱共振和结构共振是引起管道共振的主要原因。本文利用有限元分析软件对管道气柱固有频率和管系的固有频率进行分析,得到了气柱固有频率和管系的固有频率均避开了压缩机激发频率的共振区,验证该管系结构设计合理,不会发生共振。     

基于复杂网络的化工事故致因分析

为明确导致化工事故发生的各风险因素间的关联性以预防事故的发生,将收集到的2015—2019年间143起事故调查报告进行数据挖掘与清洗,从人的因素、物的因素、环境因素、管理因素4类主风险因素出发逐步细化确定了26类子风险因素。采用Gephi软件构建化工事故致因网络模型,通过对模型的网络规模与密度、加权度、边权、聚类系数、PageRank值分析,研究模型的整体特性及各节点的联系,确定关键节点并对未来化工管理的重点与方向提出建议。     

硫化矿石自燃引发事故致因分析

为进一步明确采场引发硫化矿石自燃事故的致因,采用系统安全事故树分析方法,对引发硫化矿石自燃事故的各因素进行逻辑分析,建立了硫化矿石自燃事故树.求取最小割集和最小径集,得到采场矿石自燃的原因组合有48种,而理论上控制采场矿石自燃的方案至多9 种.通过结构重要度分析,计算获得有关基本事件结构重要度排序,并针对该自燃事故的主要原因提出了相应的预防措施.     

基于优化贝叶斯网络的油气管道失效风险安全评价

为提高油气管道失效风险评价的准确性,提出了基于蝴蝶结-优化贝叶斯网络模型的动态分析方法。采用蝴蝶结模型对油气管道的失效原因和管道失效后引发的事故后果进行了分类,利用噪声门模型和专家判断对贝叶斯网络进行优化,引入时间维度构建动态贝叶斯,通过实例对管道失效事故的易发性和后果严重性进行计算。结果表明,评价管道的失效概率为7.32×10^-3次/(km·a),后验概率中土层运移、管线标注不明确、介质中含有腐蚀物和介质中含有砂粒等因素是管道失效的关键因素;管道失效概率在1～2个时间步内的数值较大,风险较大;事故后果中燃爆风险大于扩散风险大于无后果风险,事故后果发生概率随时间步的增加而减小。     

基于事故树方法的城市灰霾的致因机理分析：以天津市为例

近年来,以PM_2.5为特征的灰霾天气已成为中国许多城市极其严重的环境污染问题,对大气质量和人体健康具有严重的不良影响。由于煤炭在我国能源结构中占据主导地位,燃煤废气可能是导致灰霾污染的其中一个非常关键的影响因素。要进行大气污染防治,首先要对大气污染物的来源和致因机理进行研究。拟从系统方法论的新角度出发,以京津翼地区其中的代表城市天津为研究案例,探索将经典实用的事故树方法（FTA）应用在燃煤与灰霾的致因机理以及风险因子管理的新问题上。通过识别和辨明导致燃煤废气大量排放的直接和潜在原因,构建了“灰霾天气-燃煤废气过量排放”的事故树,基于最小割集、结构重要度、概率重要度以及临界重要度分析,定性、定量地评价了关键风险因子/事件对灰霾天气的贡献和影响。分析结果表明,能源结构不合理,没有合适可替代的清洁能源导致煤的大量燃烧是影响最大的关键风险因子。本工作可为灰霾天气的致因机理分析,风险因子防控以及管理提供一套科学有效的新思路和方法。     

液化天然气(LNG)输送管道故障树分析

本文应用故障树分析法(FTA)对液化天然气管道失效的主要原因进行了分析,建立了输气管道失效故障树,并计算出了系统的28个最小割集,定性与定量地探讨了引起管道失效的基本原因。通过对系统故障树最小割集、结构重要度等的分析,发现引起液化天然气管道失效的主要原因有温度升高LNG气化、设计和施工缺陷、第三方破坏、腐蚀等因素,并提出了相应的改善措施。     

用ISM分析天然气价格影响因素

运用系统工程的方法,分析了市场条件下天然气价格的影响因素及其因素链,通过建立系统解释结构模型 ISM,找到了影响天然气价格的表层原因、中层原因和深层原因,提出了相应的决策建议.     

事故树法在矿浆运输管道破裂事故中的应用

运用事故树法对矿浆运输管道破裂因素进行分析,找出基本事件,结合最小割集、最小径集、结构重要度,找出导致管道破裂的关键因子,从而有针对性地提出控制措施,减小管道破裂的风险。     

用ISM分析天然气价格影响因素

运用系统工程的方法，分析了市场条件下天然气价格的影响因素及其因素链，通过建立系统解释结构模型ISM，找到了影响天然气价格的表层原因、中层原因和深层原因，提出了相应的决策建议。     

天然气管道完整性管理及管理标准探究

随着社会经济的迅速发展,天然气管道的安全性逐渐被政府及天然气管道企业重视。以往对天然气管道的管理不够重视,造成了多起人员伤亡事故,为了降低天然气事故的发生概率,确保国民经济能够平稳运行,进而确保社会安定,就必须采取天然气管道的完整性管理模式。本文简要介绍了天然气管道的完整性管理的内容及其重要性,并根据对影响天然气管道安全的主要风险因素的分析,提出天然气管道完整性管理体系的发展建议。     

高压天然气输送管道事故后果评估体系研究

分析了高压天然气输送管道事故特点,基于火灾模型、高压天然气有效释放速率模型及热强度阈值计算模型,确定了事故危险区域描述方法,同时在构建事故人员伤亡后果评分体系、事故直接经济损失后果评分体系及事故无形后果评分体系的基础上,建立了高压天然气输送管道事故后果评估体系,为长距离高压天然气输送管道的安全评价、风险管理奠定了坚实基础。     

城镇埋地燃气管道泄漏事故模拟及风险分析

随着我国埋地燃气管道数量不断地增加,其经济重要性也日益提升,与之对应的安全问题也越来越多。本文以城镇地区某处燃气管道发生泄漏事故为例,分析验证了事故发生的原因,并用ALOHA(Areal Locations of Hazardous Atmospheres)软件对事故后果(喷射火、气云爆炸)进行模拟,计算出个人风险值,应用最低合理可行原则对个人风险值进行评估,最后将风险值进行可视化处理,从而便于相关单位采取风险防控措施,给管道应急管理提供依据。