盐岩地下储气库泄漏事故后果评价模型研究进展

利用盐岩地层建设地下油气储库群已成为各国发展能源储备的重要方向,然而关于储库区安全防护的研究至今仍处于探索阶段。考虑到盐岩储气库泄漏事故与储(输)气设施(管道)事故灾害作用相近,总结评述近几十年来国内外学者在储(输)气设施(管道)泄漏事故后果评价方面的研究成果及其存在的不足,并提出盐岩地下储气库泄漏事故安全评价需重点研究的问题。从理论、试验和数值模拟3个方面,对可燃气体火灾热辐射和蒸气云爆炸超压的后果评价模型研究现状进行系统总结,为盐岩地下储气库的安全防护研究提供思路。     

基于CM和信息熵的综合管廊施工安全风险耦合评价研究

针对我国地下综合管廊施工安全事故频发的现象,提出一种基于CM和信息熵的综合管廊施工安全风险耦合评价方法。通过分析综合管廊施工事故的原因,从事故致因角度探究综合管廊施工安全风险耦合机理,建立了综合管廊施工安全风险评价指标体系,并运用信息熵量化各指标权重。考虑风险因素间的相互耦合作用,基于耦合度模型(CM)构建了综合管廊施工风险耦合模型,并以耦合度值对综合管廊施工安全风险状态进行定量评价。最后以实际案例对模型进行验证,发现该评价方法能充分考虑施工安全风险因素之间的耦合效应,更加贴近工程实际,能够为地下综合管廊安全施工风险管理提供新的依据。     

盐岩储库建腔期安全评价模型研究

盐岩储库建腔期事故发生的频度甚至高于运营期,如何对建腔期储库进行风险分析和安全评价已成为储库建设面临的首要问题。建立了盐岩储库建腔期地下系统故障树模型和多层次、多指标安全评价体系,并根据试验和数值模拟结果构建了各评价指标的评分模型。结合工程实际,用模糊灰关联分析法对金坛某储气库进行了安全评价,得出等级为IV级稳定。为了进一步确保建腔期储库的安全性,用三角模糊数表示基本事件失效概率可能性分布函数,通过计算各最小割集所代表的故障模式与顶上事件的灰色关联度,得出腔体埋深过浅、人为操作不当、夹层垮塌、顶板预留岩层厚度过薄、内管临界流速小于卤水流速、自激振动和动力失稳等是可能导致金坛某储气库建腔期事故的主要因素。     

基于小波KPCA-SSA-ELM的盐穴储气库注采管柱内腐蚀速率预测

为提升盐穴储气库注采管柱的内腐蚀速率预测精度，建立了基于小波核主成分分析方法(Kernel Principal Components Analysis, KPCA)和樽海鞘群算法(Salp Swarm Algorithm, SSA)优化的极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)腐蚀速率预测模型。首先通过小波KPCA提取影响注采管柱内腐蚀的主要特征，应用ELM建立盐穴储气库注采管柱内腐蚀速率预测模型，并采用SSA对模型参数进行迭代寻优，避免原参数选取的强随机性对模型泛化能力和预测性能的影响。结果表明，经小波KPCA特征提取后得到包含98.73%原信息的3项主成分，SSA-ELM模型的预测结果与实际值基本吻合，其均方根误差(E_RMS)为0.009 3,平均绝对百分比误差(E_MAP)为0.336 0%,决定系数(R²)高达0.991 2,较其他3种对比模型性能更优。研究表明，所建模型具有强泛化性能和高预测精度，能够有效预测盐穴储气库注采管柱的内腐蚀速率，为盐穴储气库注采系统的完整性评价和风险预警...     

埋藏深度对盐岩储气库溶腔变形的影响研究

以典型的单一溶腔盐岩地下储气库为例,采用ANSYS15.0建立了盐岩储气库计算模型,并通过ANSYS-FLAC3转换软 件将所建模型导入岩土通用计算软件FLAC3D中,最后通过FLAC3D模拟了七种不同埋藏深度情况下盐岩储气库溶腔的变形 情况。数值模拟结果为:随着埋藏深度的增加,盐岩储气库位移近似呈直线增加,盐岩储气库应力同样近似线性增加; 溶腔中上部及溶腔直径最大处位移及应力最大,溶腔变形最大。根据模拟结果,推荐类似本文所建的盐岩储气库埋藏深 度应控制在800～1 000 m为宜,才能保证其运行过程中最大位移不高于1.19 m,最大应力不高于80 MPa。尽管通过 FLAC3D模拟的盐岩地下储气库溶腔形状过于单一,与实际盐岩地下储气库具有一定距离,但是不乏代表性,同样能够为 盐岩储气库运营期间的安全稳定性提供有益的借鉴作用。     

三种强度准则的盐穴应力弹塑性解及参数敏感性分析

为了更安全地建造地下盐穴储气库，采用Hoek-Brown(H-B)，Mohr-Coulomb(M-C)及Drucker-Prager(D-P)3种强度准则，推导了在内压作用下盐穴的塑性区应力解及塑性半径，讨论了各准则对塑性区半径的影响规律及各准则参数的估计方法。分别运用单因素分析法及多因素分析法，分析了塑性半径对H-B准则参数的敏感性。研究结果表明:同等条件下，H-B准则受岩性、造腔等因素影响时，微小内压的波动使得塑性半径的变化更剧烈，岩体质量较差时更显著。盐穴塑性应力与M-C，D-P相比偏小，更接近实际工程状况。围岩塑性半径受H-B准则参数影响程度的大小依次为:GSI，mi，σci，D。各参数的互相关性对结果影响不大。其中，H-B准则参数GSI，mi，σci的增大会使塑性半径减小，参数D的增大使得塑性区半径增大。研究成果可为合理选择盐穴储库硐室的力学模型及优化参数提供参考价值。     

机械系统的风险概率与经济性安全评价方法研究与应用

针对机械事故频发,为预防和控制事故,依据安全评价发展方向,结合安全系统工程、模糊可靠性理论、人因可靠性技术和安全经济学,从人-机-环3方面分析风险评价因素,建立符合客观实际的风险评价模型,提出包括人为因素、机械设备和环境在内的基本事件失效概率估算方法;以安全经济学的角度将事故严重度量化为风险经济损失,根据每个风险因素的风险概率和风险经济损失来选择风险评价项目,通过检查评价项目状况,最终得出系统风险度,从而形成关于机械系统的定量风险概率与经济性安全评价方法。并给出起重机大车运行机构的工程示例,验证该方法的正确性和可行性。     

含硫气井井筒完整性风险评价研究

针对含硫气井开发过程中井筒完整性失效风险,建立了含硫气井风险评价模型。采用Bow-tie模型将井筒完整性的失效形式分为水力屏障失效、实体屏障失效和操作管理屏障失效3个方面,确定了含硫气井井筒完整性失效的28个风险因素;基于层次分析法定量确定了各风险因素的权重,通过风险矩阵法评估了风险因素发生的可能性与严重程度,实现了对井筒完整性风险等级的划分。将以上方法对某含硫气井进行了应用,确定了该井的风险等级及主要风险因素。研究结果表明:建立的风险评价模型能够对含硫气井井筒完整性进行评价,确定风险等级。该方法的应用有助于降低含硫气井的事故风险,可为含硫气井完整性现场管理提供参考。     

基于多米诺效应的定量风险评价研究

多米诺效应是引发化工重大事故的主要原因之一.本文综合国内外的研究成果,对火灾热辐射、冲击波超压等造成的多米诺效应进行了深入分析,建立基于多米诺效应的定量风险评价模型,其中包括了评价流程、传播概率、阈值距离计算、多米诺效应对事故频率的影响及后果分析的内容.最后利用Matlab7.1计算平台,以汽油储罐进行实例分析,结果表明该方法是一种适用于多米诺效应定量评价的良好方法,能够比较科学、有效的对危险单元进行风险评价,使重大事故风险评价更切合实际,为政府监管部门和化工企业进行事故的控制和预防提供决策技术.     

盐岩储气库建腔期稳定性评价模型及应用研究

采用未确知测度理论、变权理论和改进的集对分析方法建立盐岩储气库建腔期稳定性评价体系,根据影响因素的等级范围计算指标隶属度,结合据实际情况进行修正的指标权重计算综合测度评价向量,利用集对分析方法定量地给出稳定性等级,分析评价体系状态变化趋势,并以金坛某储气库为例进行稳定性等级划分,结果表明:评价结果与实际吻合度较高。     

油库火灾爆炸事故多米诺效应定量评价

引入多米诺效应定义,介绍多米诺效应定量评价的方法。结合具体实例对油库进行火灾爆炸事故的风险分析,给出事故多米诺效应定量评价的具体程序。通过油库火灾爆炸事故多米诺效应评价,得出油库事故的升级因素和导致事故扩大的途径,并指出相应的多米诺效应控制措施。与传统的评价方法相比,多米诺效应评价方法可预测次生事故发生情况和发生概率及后果,从而可以有针对性地采取相应的预防措施,预防事故多米诺效应,降低次生灾害的发生率,提高油库的本质安全程度。     

Dynamic risk assessment for underground gas storage facilities based on Bayesian network

Loss of the underground gas storage process can have significant effects, and risk analysis is critical for maintaining the integrity of the underground gas storage process and reducing potential accidents. This paper focuses on the dynamic risk assessment method for the underground gas storage process. First, the underground gas storage process data is combined to create a database, and the fault tree of the underground gas storage facility is built by identifying the risk factors of the underground gas storage facility and mapping them into a Bayesian network. To eliminate the subjectivity in the process of determining the failure probability level of basic events, fuzzy numbers are introduced to determine the prior probability of the Bayesian network. Then, causal and diagnostic reasoning is performed on the Bayesian network to determine the failure level of the underground gas storage facilities. Based on the rate of change of prior and posterior probabilities, sensitivity and impact analysis are combined to determine the significant risk factors and possible failure paths. In addition, the time factor is introduced to build a dynamic Bayesian network to perform dynamic assessment and analysis of underground gas storage facilities. Finally, the dynamic risk assessment method is applied to underground gas storage facilities in depleted oil and gas reservoirs. A dynamic risk evaluation model for underground gas storage facilities is built to simulate and validate the dynamic risk evaluation method based on the Bayesian network. The results show that the proposed method has practical value for improving underground gas storage process safety.     

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。     

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.     

Quantitative risk assessment model of hazardous chemicals leakage and application

The hazardous chemical accidents remain a matter of major concern. However, there is a dearth of practical measures about the emergency management of hazardous chemicals leakage. Therefore, in order to provide more accurate management plan, quantitative risk assessment has become a critical issue in chemical industry. The main aim of this study is to quantify the risk of hazardous chemicals leakage, and take precautions against the accidents. In this study, a Fire-Explosion-Poisoning Quantitative Probability Model (FEPQPM) has been established. The paper introduced the probability analysis methods to analyze derivative accidents caused by hazardous chemicals leakage, established quantitative risk assessment models, and made acceptable risk level analysis. This model has been applied to quantitatively assess an enterprise’s storage tank at Changshou Chemical Industrial Distripark (CID) in Chongqing, China. Evaluation results are in line with the actual situation of the CID. It is shown that the probability of poisoning is very large, causing more economic loss than the other two types of accidents, and death toll of leakage accident increases over time, resulting in greater economic losses. The risk level of leakage accident involving poisoning is unacceptable.     

油气长输管道作业分级定量风险评价方法研究及应用

为客观掌握油气管道生产运营岗位主要作业风险,实现油气长输管道企业作业风险管理,提出一种作业分级定量风险评价方法。首先,辨识油气管道系统主要危险作业类型和引起作业事故的危险有害因素;然后由作业分级法确定事故发生的可能性与严重性;最后建立基于作业分级的风险矩阵,得到各作业活动的风险级别。将该方法应用于某管道公司,以该公司生产区内部高处作业为例,对作业过程中的危险有害因素进行识别与评价,得出高处作业过程中各步骤的风险程度。结果表明该评价方法具有一定的可操作性,可反映各类危险作业过程中的风险程度,为后期有针对性的风险控制提供指导,有助于公司的风险管理。     

An integrated quantitative hazard analysis method for natural gas jet release from underground gas storage caverns in salt rock. I: Models and validation

It is very important and necessary to perform quantitative hazard analysis for possible accidental leakage from an underground gas storage cavern in salt rock. An integrated quantitative hazard analysis method for natural gas jet release from salt caverns is presented in this paper, which was constituted by a revised model for gas leakage rate calculation, a consequence analysis and a model of probability assessment for harm. The presented method was validated by comparing the analytical results with the data collected from the real accidents (including the leakage, jet fire, fireball and vapor cloud explosion). It is indicated that the proposed method was more accurate than the TNT equivalence method for vapor cloud explosion and gave more reasonable results when applied to the consequence analysis for the thermal radiation from jet fire and fireball.     

系统安全相似分析法及其应用

系统安全相似分析法是发掘共性事故致因,运用逻辑学和数学方法解决安全问题的方法。通过评价比较分析法、比较安全法、模糊相似分析法与系统相似分析法的优缺点,采用多隶属模糊集对系统相似分析法进行改进,克服其无法度量模糊因素相似性的缺陷,得到适用于模糊系统的系统安全相似分析法。基于此,建立系统安全相似度计算数学模型,并构建系统安全相似分析范式。将改进的分析方法应用于4起典型煤矿瓦斯爆炸事故,分析得出,越界开采、井下密闭作业、应急救援不力、密不上报、拒不撤出作业人员等是造成瓦斯爆炸事故严重程度升级的主要因素;物质流、能量流、信息流相似度接近于1,然而其对造成事故的潜在影响受到忽视,是煤矿避免瓦斯爆炸事故的极佳着手点。结果表明,这一改进有效实现了事故致因因素的相似性度量,为系统安全分析与事故预防提供了新思路与新方法。     

石油化工储存装置定量风险评价方法研究

提出通过基础失效概率数据库、事故树分析、事件树分析3种方式来确定重大事故的发生概率.阐述了外界气象条件和人员分布情况对风险的影响和确定方法,给出了利用区域网格方式计算装置在平面某点的个人风险叠加模型和社会风险计算方法.最后,研制开发了石油化工储存装置定量风险评价软件,利用该软件计算了某化工厂4个储存装置所产生的个人风险...