天然气管道泄漏火球事故后果模拟评价

天然气管道发生泄漏时,大约90%的气体产生燃烧并形成火球,遇火源即发生危害性非常大的火球爆炸事故。本文针对城市天然气管道泄漏事故,综合考虑天然气泄漏后可能发生的火球燃烧和爆炸,利用爆炸冲击波和火球热辐射模型对天然气管道(完全破裂)在发生泄漏时发生火球爆炸进行计算,结果表明:2分钟内泄漏天然气云团超压爆炸的死亡半径和热辐射的火球半径分别高达39.44m和92.93m。因此,通过计算天然气泄漏火球事故爆炸和热辐射范围,对天然气火球爆炸事故预防与应急救援具有一定的意义。     

天然气储气罐破坏效应分析

针对城市天然气储气罐的不断兴建与发展趋势的大型化,对于已建和待建储罐区对周围环境的潜在安全性问题,指出运用破坏伤害范围评价法可直观地预测破坏效应。通过对储罐爆炸释放能量的估算,采用模拟比法结合TNT爆炸试验数据计算出距离储气罐不同距离处爆破冲击波超压值,运用超压准则模拟预测出不同规格、储压下储罐爆破破坏伤害严重程度及危及半径范围;采用世界银行推荐的危害关系式,结合伤害破坏等级分析天然气爆炸破坏效应并与爆破效应比较。5000m3储气罐、储压1.20MPa下,储罐爆破和天然气爆炸危及距离分别可达144.0m和247.7m。依据预测结果,可将罐区周围划分不同区域,为实际工程中罐区选址、建设、安全距离确定及安全预案制定提供参考。     

城市天然气管网预警系统的研究与实现

随着城市天然气管网密度加大,由于天然气管理手段滞后导致的天然气泄漏事故急剧增加。基于GIS技术并结合燃气管网定量风险分析(QRA)模型,提出利用定量风险分析模型实现管网风险预警的方法。结合C#+ArcEngine编程技术,开发城市天然气管网预警系统,实现管网失效率分析、燃气事故扩散模拟、火灾及爆炸模拟、个人风险等值线绘制、社会风险分析等功能,能够进行区域性事故后果预测、个人风险和社会风险计算、安全性评价及应急预案编制等项工作。     

LNG储罐组泄漏爆炸事故后果模拟

文章以某城镇天然气气化站10个100m3液化天然气(LNG)储罐组为例,利用TNT当量法和超压准则模拟预测单个储罐泄漏后引发蒸气云爆炸(VCE)的事故后果,并采用国际劳工组织(ILO)提出的模型和瞬间火灾作用下的热通量准则模拟预测其余9个储罐连锁发生沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)的事故后果,定量计算爆炸事故的伤害半径范围,为火灾预防和消防抢险救援战斗提供现实的指导意义.     

天然气输送管道泄漏事故危害定量分析

针对某天然气工程中高压输送管道可能发生的天然气泄漏的爆炸危险性进行分析.利用质量流速模型计算出泄漏流量.根据泄漏流量和天然气的燃烧下限浓度,通过高斯扩散模式定量计算在大气为中性,风速为5 m/s,且位于市区的条件下,天然气在大气中的轴向、径向和切向的扩散距离,从而计算该天然气-空气混合云团的体积.对该体积预混云团的爆炸危害进行评估,计算形成蒸气云爆炸的参数,并应用Mat lab软件计算出该管道泄漏引起蒸气云爆炸事故的个人风险曲线,其结果可为新管线的规划、建设及现有管线的调整提供决策依据.     

天然气管道泄漏爆炸实验分析

天然气管道失效造成泄漏爆炸给周围人员带来非常严重的危害,对其危害范围的研究对输气管道设计和运行具有重要的意义。常见的天然气管道泄漏爆炸伤害半径计算方法有蒸气云爆炸(VCE)定量评价模型、TNO多能法评价模型、API pub 581定量后果评价模型和炸药爆炸经验公式。为验证不同评价模型在受限空间的预测效果,利用天然气爆炸试验台进行了受限空间爆炸实验,得到最大压强与距离经验关系,计算出天然气浓度为7%、9%和11%情况下爆炸死亡半径。计算结果与不同经验模型预测结果比较,表明当天然气浓度为7%~11%时,蒸气云爆炸(VCE)定量评价模型和炸药爆炸经验模型与实验结果最为接近,误差分别为-113%和189%,TNO多能法评价模型和API pub 581定量后果评价模型预测结果偏小。结论对有限空间天然气管道爆炸研究具有实际意义。     

城市燃气管道泄漏爆炸事故三维风险数值模拟

城市燃气管道在发生泄漏导致火灾爆炸事故时,在空间某点形成的风险,不仅与泄漏量、泄漏时间有关,还与空间有无障碍物、泄漏环境等因素有关。基于物理场经典的场理论,定义城市燃气管道泄漏爆炸事故的风险场,推导出多个危险源在空间某点形成的风险强度公式。利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件模拟有无障碍物时爆炸事故形成的风险在空间传播规律。结果表明,障碍物对空气超压峰值的影响具有距离效应。在障碍物近区,空气冲击波经反射叠加作用造成超压峰值急剧升高;在障碍物远区,空气冲击波经障碍物反射后由于随距离衰减过快,对超压峰值影响微弱,甚至没有影响。同时对有障碍物存在时进行爆炸破坏效应模拟,得到爆炸破坏效应的5个分区,界定了爆炸破坏对人身伤害程度范围。首次提出了城市燃气管道泄漏爆炸事故风险场的概念,并运用风险场理论研究了空间某点多个危险源同时存在时的风险传播问题。     

液化天然气储罐火灾爆炸事故的定量分析

介绍了某天然气站的基本情况,利用道化学指数评价法,对该站储罐区的1个3000m3球罐进行风险评价,评价结果表明：该罐火灾爆炸指数为149.1,危险等级是较大。一旦罐内天然气在储存过程中发生火灾、爆炸,将使半径38.17m内,面积4574.82m2内的设备、设施受到损害,最大可能财产损失为0.66A万元。由于罐区采取了一些安全措施对储罐安全进行补偿,有效地降低了事故损失。为操作管理者更加全面地了解整个罐区的风险状况提供参考,有利于天然气储罐区的规划、管理及事故预防等。     

天然气门站泄漏扩散模拟研究

城市天然气门站安全、稳定、高效的运行有利于天然气的配送。一旦门站发生事故,则可能造成人员伤亡、经济损失和严重的社会负面影响。结合相关的经验公式,建立了适用于城市天然气门站燃气泄漏的带压降模型,又在此基础上运用FLUENT建立带压降泄漏下的扩散模型,用于门站天然气泄漏扩散的特点和影响范围分析。并且运用该模型对某城市天然气门站进行实例应用,其结果对提高城市天然气门站的安全性有着指导作用。     

LNG供气站重大事故风险及定量评价

为对LNG供气站进行综合评价,分析了LNG站的事故因素及其来源.根据事故特征,采用冲击波超压和火球热辐射评估模型.采用蒙特卡罗随机模拟方法(Monte-Carlo)确定模型中源项的数据分布及概率.编制事故危害程度和危害范围的计算程序,并对某LNG站进行了定量风险评价(QRA)计算.计算确定了空间各点的事故概率分布、风险等级及LNG供气站的综合风险指数.计算结果表明,某LNG站的死亡事故率为6.94人,平均个人风险为0.609×10-3人·次/a,符合风险标准.     

城区天然气管道泄漏数值模拟与爆炸危害分析

在人口密度为三级和四级的城区内,密集的高建筑物对天然气管道泄漏后的扩散和流场形成产生重要影响。本文以某城市的实际情况为例,建立多建筑物的空间几何模型,采用k-ε湍流方程,SIMPLE算法,模拟了在三种不同风流速度、三种不同压力条件下,城区天然气管道泄漏气体在多建筑物地形中的扩散情况。根据模拟结果,依据天然气的爆炸极限,对模拟结果及其火灾爆炸危害的范围进行了对比分析。结果表明,CH4气体的泄漏扩散同时受管道压力、风流速度和周围建筑物的影响;同时受当地风速的影响,泄漏气柱在风流作用下会发生偏折,造成阻挡风流的建筑物内侧危险气体浓度升高,大大增加建筑物周围环境的危险性。研究结果对城区天然气管道的建设具有一定的指导意义。     

Individual risk analysis of high-pressure natural gas pipelines

Transmission pipelines carrying natural gas are not typically within secure industrial sites, but are routed across land out of the ownership of the pipeline company. If the natural gas is accidentally released and ignited, the hazard distance associated with these pipelines to people and property is known to range from under 20 m for a smaller pipeline at lower pressure to up to over 300 m for a larger pipeline at higher pressure. Therefore, pipeline operators and regulators must address the associated public safety issues.This paper focuses on a method to explicitly calculate the individual risk of a transmission pipeline carrying natural gas. The method is based on reasonable accident scenarios for route planning related to the pipeline's proximity to the surrounding buildings. The minimum proximity distances between the pipeline and buildings are based on the rupture of the pipeline, with the distances chosen to correspond to a radiation level of approximately 32 kW/m². In the design criteria for steel pipelines for high-pressure gas transmission (IGE/TD/1), the minimum building proximity distances for rural areas are located between individual risk values of 10⁻⁵ and 10⁻⁶. Therefore, the risk from a natural gas transmission pipeline is low compared with risk at the building separated minimum distance from chemical industries.     

1种城市燃气管道风险评估模型及其应用研究

为科学评估燃气管道在复杂且敏感的城市环境中个人风险可接受情况，促进城市和谐稳定。以燃气管道泄漏射流火灾为事故场景，在常规评估基础上结合管道地区特点，构建基于公众可接受伤亡风险标准的评估模型，并通过案例分析，开展城市燃气管道个人风险定量评估研究。结果表明:我国城市燃气管道个人死亡风险、个人受伤风险可接受标准的建议值分别为5.00×10-6和2.74×10-5，其在一般情况下的公众可接受风险标准建议值范围为5.00×10-7~5.50×10-5和2.74×10-6~4.11×10-4；公众的伤亡风险感知偏差将直接影响风险评估结果，及时有效地对目标群体进行风险疏导以改善其风险认知，有助于避免公众风险感知偏差引发的负面社会效应。     

基于风险的城市埋地燃气管道安全评价模型及应用

城市埋地燃气管道一旦失效会产生泄漏,甚至引发火灾爆炸等事故,造成人员伤亡和财产损失等严重后果,影响社会稳定,因此其安全运行十分重要。由于城市地下环境的复杂性,使得埋地燃气管道失效的因素多种多样,且具有模糊性;由于城市地面状况各异,所以构成失效后果的因素也具有不确定性。文章以某市在役燃气管道为例,使用模糊数学语言表达了埋地燃气管道的失效可能性和失效后果,采用模糊综合评价模型对燃气管道的失效可能性和失效后果进行了评价,并以美国石油协会(API)风险矩阵表征了埋地燃气管道的风险等级,得到不同管道单元的风险级别和管道单元数,根据不同的风险等级采取不同的策略或措施,完善管道的完整性管理,降低管道的使用风险,确保城市燃气管网的正常安全运行。     

城市天然气管道半定量风险评估方法研究

以实现天然气管道风险评估资源的合理分配，确定天然气管道定量风险评估的重点为目标，改进燃气管道风险评估方法的肯特模型，探求城市天然气管道的半定量风险评估方法；分析了城市埋地天然气管道失效可能性与失效后果的影响因子，并研究其评分标准；分别给出了城市天然气管道失效可能性与失效后果的等级划分标准，并运用半定量风险矩阵进行燃气管道单元的风险初步排序，以确定高风险管道单元；对城市天然气管道进行半定量风险评估，可为识别管道沿线高风险后果区域、风险动态排序、风险预警及制定事故应急预案等提供科学依据和方法指导，具有重要的工程应用价值。     

安全评价方法在危险废物处置环境风险评价中的应用探讨

对安全评价方法在危险废物处置建设项目环境风险评价中的运用进行初步探索。主要用"工艺过程风险因素分析表"对工艺过程潜在风险性识别;用蒙德法进行源项分析;用池火灾模型、蒸气云爆炸伤害模型对易燃、易爆物质的火灾、爆炸等重大事故后果进行计算,得出人员的伤亡半径和财产损失半径等参数,以便于判断风险的可接受水平。分析结果表明:采用安全评价方法对危险废物处置建设项目进行环境风险评价是适用的、可行的。     

An integrated quantitative risk analysis method for natural gas pipeline network

Natural gas industry is developing rapidly, and its accidents are threatening the urban safety. Risk management through quantitative assessment has become an important way to improve the safety performance of the natural gas supply system. In this paper, an integrated quantitative risk analysis method for natural gas pipeline network is proposed. This method is composed of the probability assessment of accidents, the analysis of consequences and the evaluation of risk. It is noteworthy that the consequences analyzed here include those of the outside and inside gas pipelines. The analysis of consequences of the outside pipelines focuses on the individual risk and societal risk caused by different accidents, while those of the inside pipelines concerns about the risk of the economic loss because of the pressure re-distribution. Risk of a sample urban gas pipeline network is analyzed to demonstrate the presented method. The results show that this presented integrated quantitative risk analysis method for natural gas pipeline network can be used in practical application.     

燃气管网定量风险分析方法综述

以城市燃气管网的风险为研究对象,分析并提出一种可用于城市燃气管网定量风险分析的新思路,包含了不同事故后果及其物理模型的分析即事故可能性分析、后果分析和风险评价,分为失效事故假定、泄漏率计算、物理效应计算、致死率计算、风险值计算、风险评价等环节;整理、研究城市燃气管网定量风险分析所涉及的多种物理模型,并通过比较不同模型的特点,分析各个模型的不足之处;最后针对国内外研究现状及燃气管网风险的特点,指出研究发展方向:研究风险在燃气管网内的传播,提出燃气管网相继失效的风险分析方法。所提出的分析思路、计算方法可与工程应用相结合。     

城镇燃气管道泄漏爆炸的定量风险分析

介绍了城镇燃气管道泄漏爆炸冲击波超压的定量风险分析方法.简要介绍了城镇燃气管道,对城镇燃气管道泄漏的失效概率、泄漏源模型、爆炸冲击波超压模型、超压概率模型、个人风险和社会风险分别作了论述.