原油储罐区可燃气体探测器布置优化方案研究

为有效预警原油储备区储罐气体泄漏,制定气体探测器布置优化方案,以某大型原油站库为例,基于CFD法和FLACS软件模拟原油泄漏及可燃蒸汽云溢散分布,通过分析蒸汽云扩散规律,实现全方位气体探测器优化布置。结果表明:原油储罐区探测器分别布置在区块21-2、6-1、31-1、40-2,且每个罐组总计布置16处;优化设置方案可满足所有泄漏场景下可燃气体探测需求,有效减少探测器配置冗余。可为泄漏事故早期预警提供技术支持。     

环己烷泄漏事故模拟与风险控制措施研究

环己烷具有闪点低、爆炸极限宽等特点,一旦发生泄漏,着火爆炸的危险性随时存在。利用计算流体动力学模拟的方法对工程项目中环己烷的泄漏事故进行模拟及风险分析,建立环己酮生产装置的全尺寸三维模型并进行仿真计算,模拟了不同泄漏场景所形成的环己烷可燃气体云团瞬态发展过程及影响范围,并对建构筑物的布局对可燃气体云团的扩散行为的影响进行研究。研究结果表明,通过优化建构筑物布局,可有效降低该装置环己烷的燃爆风险,为企业相关装置的总图布置及环己烷泄漏的安全监控和应急响应提供有价值的参考数据。     

危化品突发泄漏事故应急检测标准化作业研究

介绍了危化品突发泄漏事故应急检测方法,包括试纸法、气体速测管法和便携式分析仪器测定法。对硫化氢、氨、苯、可燃气4种典型有害物质的应急检测方法与标准检测方法进行了实验比对,结果表明其应急检测方法能够满足应急检测工作的要求。编写了危化品突发泄漏事故应急检测标准化作业文件集和《危化品突发泄漏事故应急检测作业指南》。文件集的建立能够规范应急检测工作流程、保证应急检测工作质量、提高工作效率。《危化品突发泄漏事件应急检测作业指南》,能够保证事故现场应急检测工作高效有序开展,为应急救援人员提供必要安全保障,为事故原因调查和分析提供充分可靠的数据依据。     

硫化氢捕消剂清除硫化氢效果研究

硫化氢气体是高毒性气体,当其发生泄漏事故时将产生严重危害。目前,应对硫化氢泄漏事故的方法较少,主要为消防水喷淋和人员疏散,不能完全消除硫化氢的危害。针对硫化氢气体的特点,研制了在泄漏事故中用于清除硫化氢气体的捕消剂。硫化氢捕消剂为干粉状的,由吸附载体、反应组分和疏水组分组成。当发生硫化氢泄漏时,将捕消剂喷洒在泄漏源周围的空气中,使捕消剂与硫化氢充分接触反应以降低危害程度和范围。清除硫化氢实验结果表明,硫化氢捕消剂能够有效地清除泄漏在空气中的硫化氢气体。     

高含硫天然气站场泄漏扩散数值模拟分析

为研究不同泄漏场景下的硫化氢泄漏扩散特性,采用计算流体力学软件FLACS对站内设备进行了三维建模,并对站内分离器及管道开展了泄漏扩散模拟,通过分析模拟结果得到了不同泄漏速率及时间下硫化氢扩散规律。研究结果对于预测高含硫天然气站场泄漏事故影响范围及开展后续应急工作具有一定的实际意义。     

采用遗传算法优化气体探测器布局策略研究

石油石化装置具有结构复杂且危险性高的特点,所加工物料多为易燃易爆有毒物质,且工艺单元之间集成度高,一旦发生泄漏若无法及时探测到则易形成气液积聚和火灾爆炸后果强化,装置拥塞度高使人员逃生困难。火气系统FGS作为安全关键系统,其中的气体探测网络如何快速可靠的实现对气体泄漏事件的探测显得尤为重要。已知探测时间,通过引入遗传算法利用其全局搜索的特点克服传统分支定界法的缺点,实现立体空间不同高度下设置探测网络达到场景全覆盖和缩短探测时间,同时求出探测时间附近的多组最优解,为探测器放置提供多种布置方案。通过与传统等间距探测器布置方案比较,从多种布置方案中选择更符合实际的最佳方案。通过海上浮式生产储油船的生产夹板气体探测案例,验证了所提方法的有效性。     

定量风险评价中泄漏概率的确定方法探讨

本文根据国外的泄漏概率数据,归纳整理出一套工艺过程装置的泄漏概率的估算方法,用于石油化工设备、设施的定量风险评价.工艺过程装置可能泄漏的部件主要包括容器、管道、泵体、压缩机和阀门,不同部件的基础泄漏概率也不尽相同,相同部件的不同泄漏孔径下的泄漏概率也不同.本文系统分析了COVO、Crossthwaite和挪威船级社(DNV)公布的统计数据,归纳给出了这些部件的基础泄漏概率,并提供了泄漏概率的确定程序和基于基础泄漏概率求出任意泄漏孔径的泄漏概率的算法.     

定量风险评价中泄漏概率的确定方法探讨

本文根据国外的泄漏概率数据，归纳整理出一套工艺过程装置的泄漏概率的估算方法，用于石油化工设备、设施的定量风险评价。工艺过程装置可能泄漏的部件主要包括：容器、管道、泵体、压缩机和阀门，不同部件的基础泄漏概率也不尽相同，相同部件的不同泄漏孔径下的泄漏概率也不同。本文系统分析了COVO、Crossthwaite和挪威船级社（DNV）公布的统计数据，归纳给出了这些部件的基础泄漏概率，并提供了泄漏概率的确定程序和基于基础泄漏概率求出任意泄漏孔径的泄漏概率的算法。     

可燃气体检测报警联动排风控制系统

可燃气体检测报警联动排风控制系统由联动排风控制器、可燃气体检测报警仪主机、轴流风机、多芯电缆组成.联动排风控制器、可燃气体检测报警仪主机和轴流风机安装在外输泵房内,多芯电缆与它们相连.可燃气体检测报警仪主机的报警信号经过控制电路处理,控制轴流风机,从而实现手动、定时启动、自动启动和关闭轴流风机的目的,及时排除工作场所内积聚的可燃气体,实现了本质安全化.     

危险化学品泄漏事故演化机理研究

为了分析危险化学品泄漏事故演化机理,简化其定量风险分析过程,先假设容器失效导致的初始事件为危险化学品泄漏事件,再根据危险化学品物质特性分类和中间演化事件场景,构建了常见的各类危险化学品发生泄漏初始事件后的通用事件树,并根据已有的研究成果,对事件树中各种中间演化事件概率进行取值研究。研究结果表明,通用事件树能很好地揭示基于物质特性和中间事件场景的泄漏事故演化规律,应用含中间演化事件概率的通用事件树能计算出各种事故后果发生的频率,对危险化学品事故的快速定量风险分析有十分重要的参考意义。     

Optimization of gas detector placement considering scenario probability and detector reliability in oil refinery installation

Gas detection system is a critical layer of protection in process safety. Leak scenario probability and detector reliability are two key factors in the optimization of gas detector placement. However, they are easily neglected in previous studies, which may lead to an inaccurate evaluation of the optimization solutions. In this study, a stochastic programming (SP) optimization method is proposed considering these two factors. In order to quantitatively represent the probability of leak scenarios, a complete accident scenario set (CASS) is built combining leak sources and wind fields. Then, the computational fluid dynamics (CFD) method is adopted for consequence modeling of gas dispersion. The Markov model is developed to predict the detector reliability. With the objective of minimal cumulative detection time (MCDT), the SP formulation considering scenario probability and detector reliability (MCDT-SPR) is proposed. By introducing the particle swarm optimization (PSO) algorithm, the optimization formulations can be solved. A case study is investigated on a diesel hydrogenation refining unit. Results validate this approach is promising to improve the detection efficiency. This method is more practical and matching with the actual industrial environment, where the leak scenarios and the detector reliability can change dynamically in real process setting.     

Research based on double coverage rate and reliability of gas detector layout optimization

The gas detector layout should be highly attuned to combustible gas leakage and attain a good reliability in avoiding detector malfunction, which is an important guarantee for the normal production of the chemical industry and other related enterprises. Herein, a gas detector layout optimization method based on double coverage and reliability is proposed. The key gas leakage monitoring area is determined through layout scene field investigation. To improve the detection probability and detection system reliability, the dual coverage target and voting mechanism are set, and the gas detector layout is determined with the ray-casting algorithm according to the coverage target. Combined with FLACS software to simulate a variety of typical leakage conditions under different layout scenarios, the relationship between the leaked gas concentration detected by gas detectors in each layout scheme and time is obtained, and the gas leakage detection probability in each layout scheme, number of detectors that can trigger the alarm, shortest time to trigger the alarm and reliability are comprehensively evaluated. The decision-maker selects the final gas detector layout plan according to the evaluation results and actual site needs. The study shows that the detection probability of each layout scheme set according to the double coverage is high, and multiple detectors can trigger the alarm (up to 100%), which ensures that the alarm can be triggered within 10 s under all applicable conditions. According to the evaluation results, the decision-maker can obtain a layout scheme that not only agrees with the actual site conditions but also attains a high detection probability, short detection time and strong reliability.     

“三高”气田钻井过程硫化氢泄漏动态风险分析

传统的H2S泄漏风险分析方法不能很好地对事故发展过程进行动态分析,导致分析结果偏离实际。基于贝叶斯方法,构建了高温、高压、高含硫（“三高”）气田钻井过程中H2S泄漏的蝴蝶结模型并提出将其转化为贝叶斯网络,在事故已发生的情况下更新基本事件发生的概率。然后,假定事故后果在确定的时间段内发生的累积次数已知的条件下,更新安全屏障及事故后果发生的概率,从而完成对H2S泄漏的动态风险分析。结果表明,该方法克服了传统静态定量分析方法中的不足,可动态评估导致H2S泄漏的基本事件发生的概率和对顶事件发生的影响程度,并动态反映安全屏障和事故后果的风险变化,能为钻井过程中H2S泄漏的风险分析及防控措施提供参考。     

普光天然气净化厂投料试车H2S泄漏安全管理

普光气田天然气净化厂是中国石化集团公司"川气东送工程"的关键组成部分,在投料试车期间,富含高浓度H2S的原料气决定了净化过程中的泄漏中毒高风险,尤其在投料试车过程中,实时监测现场H2S气体浓度是试车安全管理的关键。介绍了天然气净化厂净化工艺,分析了试车安全风险;利用安全监测系统、GasFindIR红外成像仪、有毒挥发气体分析仪等先进仪器设备建立了实时安全管理监测方法,实时监测现场H2S气体浓度。结果表明,该方法在天然气净化厂投料试车阶段发现H2S气体泄漏及时,泄漏点定位准确,泄漏量检测精确,保证了普光气田天然气净化厂投料试车作业安全的顺利进行,为高含H2S气田投料试车作业的安全管理提供了参考。     

Optimal gas detector placement under uncertainty considering Conditional-Value-at-Risk

A stochastic programming formulation considering Conditional-Value-at-Risk (CVaR) is developed for the optimal placement of gas detectors in petrochemical process facilities. A rigorous gas dispersion simulator, FLACS, is used to generate release scenario data for a real process geometry. We consider two problem formulations: minimization of expected detection time and minimization of expected detection time subject to a restriction on CVaR across the scenario set. The extensive form of each stochastic program is formulated in Pyomo and solved using CPLEX. Considering all scenarios, we compare key values and histograms of detection times for both formulations. Minimizing the mean detection time only can lead to optimal detector placements with a good expected behavior, but unacceptable worst-case behavior. The formulations that minimize or constraint CVaR produce sensor placements with significantly better worst-case behavior and fewer scenarios having high detection times. Considering these results, a strong case for the use of optimal sensor placement using stochastic programming considering CVaR is made for improving safety systems.     

设计阶段高含硫天然气管道泄漏、爆炸危险的本质安全化分析与改进

通过对两种主要的事故形式——高含硫天然气泄漏导致的硫化氢中毒和气体爆炸事故的研究,利用HYSYS软件模拟管网运行条件下的各种临界参数条件,估计最大潜在物质量和最坏的后果。通过实例,利用Pasquill-Gifford模型计算最大可能的H2S浓度、利用等效TNT方法估计最坏的爆炸后果,进而得到死亡和破坏概率曲线,提出设计阶段基于本质安全的改进结论。结果表明:可早在高含硫天然气管道过程设计阶段就提出改进建议,使人员、财产和设备得到保护;中毒风险应通过快速关断阀门设置和划分应急区消减,通过管道和设备优化布局则可有效降低气体爆炸风险。     

高硫油炼制企业H_2S中毒风险分析

随着企业炼油规模不断扩大及原油中含硫量不断提高,炼油企业中H2S中毒事故风险迅速增大。在对高硫油炼制企业H2S的分布及危险源状况分析的基础上,指出炼油企业存在两类H2S危险源,即含有H2S的气体和含有H2S的酸性水,炼油装置产出含H2S的气体中H2S含量一般在1%～92%,酸性水中H2S含量一般在0.01%～4.0%;介绍了不同H2S浓度等级的空气可对人产生的毒性危害后果,H2S在空气中数分钟内致人死亡的浓度为1500mg/m3;对炼油企业重大酸性气泄漏事故、酸性水泄漏事故进行定量毒性危害计算和分析,给出H2S毒性危害低危区、高危区及迅速致死区达到的下风距离及覆盖的区域面积,重大酸性气、酸性水泄漏事故迅速致死浓度可达到下风距离分别为300m和89m;指出H2S中毒已成为高硫油炼制企业的重大风险,应该加强安全措施,重点防控。