化工储罐区池火灾多米诺效应风险评估

化工储罐区储罐数量较多且集中,一旦发生事故很可能诱发多米诺效应造成灾难性的后果。在分析池火灾多米诺效应作用模式的基础上,建立了池火灾多米诺效应风险评估模型,并对某化工储罐区进行了实例计算,分析了单一储罐池火灾事故引发其他储罐池火灾的风险。分析结果表明,池火灾是诱发化工储罐多米诺事故的重要因素,且会造成风险的显著增加,但并非所有的池火灾事故都会诱发多米诺效应。此外,将多米诺效应评价方法应用于化工储罐池火灾事故风险评估中可有效地预测次生事故的发生概率和后果,从而提出针对性措施。     

大型原油储罐火灾多米诺效应概率计算模型及应用

随着油品储罐区规模的不断扩大,近年来多储罐火灾事故呈上升趋势。现有的储罐防火间距是在以往事故经验的基础上设定的,通过罐组内的火灾多米诺效应概率计算,可从风险的角度为罐组内储罐防火间距的设定提供理论依据。通过综合考虑火灾环境下受辐射储罐失效时间和着火储罐火灾得到控制时间,确定了罐组内火灾多米诺效应的判定原则,并在火灾得到控制时间模型和储罐失效时间模型的基础上建立了火灾多米诺效应概率计算模型。以2万立外浮顶原油储罐为例进行模拟计算,得出在现行标准给出的防火间距下,发生罐组火灾多米诺效应的概率为3.94×10-8/a-1,属于可接受风险,为罐组内储罐的合理布局提供了理论依据。     

储罐区火灾引发多米诺效应的概率分析方法

石化工业储罐区储存大量易燃物质,储罐发生火灾可能对邻近储罐造成影响,引发严重的多米诺事故。火灾发生后的应急响应会对事故发展造成影响,并影响多米诺效应的发生概率。结合Probit分析方法和我国火灾应急响应统计数据,建立了储罐区火灾引发多米诺效应的概率分析模型,并以汽油储罐火灾为例,分析了多米诺效应的概率。     

基于图模型的储罐区火灾事故多米诺效应评定

为量化原油储罐区域火灾事故中由多米诺效应引发的事故风险,基于图模型提出一种同时考虑初级火灾事故及其扩展概率的多米诺效应评定算法。首先,采用事故树计算储罐的年度初级火灾事故起数的期望值;其次,以产生初级火灾事故的储罐为节点,以火灾扩展方向为边构建图模型;然后,基于图模型构建各个节点发生事故的贝叶斯网络;最后,借助贝叶斯网络计算各节点在多米诺效应下发生事故起数的总期望值,并将提出的算法应用到某储罐区火灾事故多米诺效应的评定中。结果表明:相对于仅考虑单一储罐,考虑周围储罐发生事故的多米诺效应后,部分储罐的事故起数的总期望值有明显提高;在事故风险评定中不应忽视多米诺效应这一因素。     

危化品储罐区多灾种耦合效应风险分析

基于危化品储罐区内发生的多米诺效应，以单灾种引发的多米诺事故研究为基础，根据物理学中的触发器原理解释多灾种耦合引发储罐区其他罐体失效的场景，并提出基于物理学理论的多灾种耦合效应模型；基于一储罐区实例分别建立在火灾、爆炸情况下罐区的灾害扩展网络图，并通过无量纲化处理得到综合灾害扩展网络图；分析储罐区在多储罐受灾情况下的灾害扩展情形，得到当D1，D2发生灾害时，D4，D5灾害扩展概率最大；当D1，D8发生灾害时，D4灾害扩展概率最大，建立了多灾种耦合效应的关联图。研究结果对化工园区多灾种耦合的后果预测评估具有指导意义，有助于减少危化品储罐区多米诺效应的发生以及强化危化品储存的安全基础。     

化工园区冲击波超压的多米诺效应定量风险分析

根据化工园区石化装置密集程度高的特点,提出了一种针对化工园区的多米诺效应风险分析方法.通过分析初始事故带来的物理效应对邻近设备的影响,对由冲击波超压引起的多米诺效应进行了研究,计算二次设备的损坏概率;分析多米诺场景,计算多米诺事故的扩展概率,定量分析多米诺事故的后果.通过该方法可以得到化工园区内设备的多米诺效应风险指数和多米诺事故的后果分析.     

油气储罐区多米诺事故耦合效应风险分析

为研究油气储罐区多米诺事故中耦合效应对事故扩展的影响,通过借鉴不同领域耦合效应的定义及内涵,提出多米诺事故中耦合效应的定义,并构建多灾种多因素耦合情景及耦合效应影响因素图;针对某一罐区,运用贝叶斯网络模型分析发生池火灾时热辐射的耦合效应,借助Netica软件探讨某储罐发生池火灾时事故的最大可能传播路径。结果表明:储罐受到多热辐射的共同影响即多热辐射场耦合作用时,多米诺事故发生概率明显增大;当储罐V11发生池火灾时,为预防多米诺事故的发生,需要重点对储罐V21采取保护措施。     

地震诱发储罐火灾多米诺效应的动态定量风险评估方法研究

为评估地震对化工储罐区可能造成的火灾多米诺效应的风险，提出了一种基于蒙特卡洛模拟和矩阵计算的动态风险评估方法。该方法考虑了时空演化过程的不确定性和协同效应，可用于多个储罐着火的主要事件场景和高级别多米诺传播的复杂情况，能够得到可能发生的主要事件场景及其发生概率、储罐群全过程失效概率、特定主要事件场景演化细节，进而指导制定更具针对性的应急管理措施。通过案例分析了不同地震和储罐条件，以及多米诺级别对储罐群多米诺失效概率的影响，验证了该方法的有效性，该方法可为多米诺效应的风险应急管理提供理论依据。     

石化企业多米诺效应引起的环境风险分析

探讨了石化企业可能发生的连锁事故多米诺效应,给出了环境风险多米诺效应的定义,并指出引发多米诺效应的事故类型、发生机理,对某石化企业原油储罐区进行了多米诺效应分析,得出多米诺效应发生情况下事故后果较单一初始事件影响更大.通过实例分析,为某石化公司新建储罐的合理布局提供了参考.     

火灾爆炸事故多米诺效应耦合模型研究

为了评估火灾爆炸事故中相邻储罐由于多米诺效应而引发二次事故的风险,提出了基于热辐射、冲击波超压以及碎片冲击等三种物理效应共同作用下的事故多米诺效应耦合分析模型.模型采用概率组合方法计算事故影响区域内目标对象发生二次事故的最可能组合及概率.研究表明,火灾爆炸事故多米诺效应的产生受到多种因素影响,其中平面布局、防火间距是影响二次事故发生的主要因素.在计算设施失效概率的过程中,考虑了热辐射、爆炸冲击波以及碎片冲击三种物理效应的耦合作用效果,采用影响系数法对二次事故的可能单元组合加以研究.最后,以一储罐区蒸气云爆炸事故为例对可能发生的二次事故进行了模拟,得到了相邻储罐二次事故的单元组合及概率.     

Study of the situation deduction of a domino accident caused by overpressure in LPG storage tank area

The production and storage of liquefied petroleum gas (LPG) is gradually becoming larger and more intensive, which greatly increases the risk of the domino effect of an explosion accident in a storage tank area while improving production and management efficiency. This paper describes the construction of the domino effect scene of an explosion accident in an LPG storage tank area, the analysis of the characteristics of the LPG tank explosion shock wave and the target storage tank failure, and the creation of an ANSYS numerical model to derive the development trend and expansion law of the domino accident in the LPG storage tank area. The research showed that: 400 m³ tank T1 explosion shock waves spread to T2, T4, T5, T3, and T6, and the tank overpressures of 303 kPa, 303 kPa, 172 kPa, 81 kPa, and 61 kPa respectively. The critical values of the target storage tank failure overpressure-range threshold were 70 kPa and 60 m. After the explosion of the initial unit T1 tank, at 38 ms, the T2 and T4 storage tanks failed and exploded; at 56 ms, the T5 storage tank exploded for the third time; at 82 ms, the T3 storage tank exploded for the fourth time; and at 102 ms, the T6 storage tank exploded for the fifth time. With the increase of explosion sources, the failure overpressure of the target storage tank increased, and the interval between explosions continuously shortened, which reflected the expansion effect of the domino accident. The domino accident situation deduction in the LPG storage tank area provided a scientific basis for the safety layout, accident prevention and control, emergency rescue, and management of a chemical industry park.     

Improved models of failure time for atmospheric tanks under the coupling effect of multiple pool fires

Fire accidents of chemical installations may cause domino effects in atmospheric tank farms, where a large amount of hazardous substances are stored or processed. Pool fire is a major form of fire accidents, and the thermal radiation from pool fire is the primary hazard of domino accidents. The coupling of multiple pool fires is a realistic and important accident phenomenon that enhances the propagation of domino accidents. However, previous research has mostly focused on the escalation of domino accidents induced by a single pool fire. To overcome the drawback, in this study, the failure of a storage tank under the coupling effect of multiple pool fires was studied in view of spatial and temporal synergistic process. The historical accident statistics indicated that the accident scenario of two-pool fires accounted for 30.6% in pool fires. The domino accident scenario involving three tanks is analyzed, and the typical layout of tanks is isosceles right triangle based on Chinese standard “GB50341-2014”. The thermal response and damage of a target tank heated by pool fires were numerically investigated. The volume of 500 m³, 3000 m³, 5000 m³ and 10000 m³ were selected. Flame temperature was obtained by FDS, and then was input onto the finite element model. The temperature field and stress field of target tanks were simulated by ABAQUS. The results showed that the temperature rise rate of the target tanks under multiple pool fires was higher than that under a single pool fire. The failure time of the tank under the coupling effect of multiple fires was lower than that under the superposition of multiple fires without the first stage. The stress and yield strength were compared to judge the failure of the target tank. The model of failure time for the tank under the coupling effect of pool fires was established. Through the verification, the deviation of this model is 4.02%, which is better than the deviation of 15.76% with Cozzani's model.     

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.     

博弈论在预防化工园区事故多米诺效应中的应用

针对化工园区内各单元不愿意为预防相邻单元事故多米诺效应进行安全投入的问题,提出采用博弈论分析化工园区内各单元预防事故多米诺效应的投入意愿,将化工园区内2个相邻单元预防事故多米诺效应的关系定义为2人博弈的过程,构建2人博弈的支付函数与支付矩阵,讨论不同参数情形下的纳什均衡点,将实际均衡点与理想均衡点进行比较,判断园区管理者或政府机构是否应当采取相关措施。结果表明:实际化工园区所处的博弈情形与各单元均选择为预防园区事故多米诺效应的投入值有关,不同取值范围的纳什均衡点不同,园区管理者根据均衡点的不同选择相应措施。     

大型浮顶油罐的危险性分析及安全对策

随着我国经济的飞速发展,国内储油罐趋向大型化发展。大型储罐具有节约钢材、占地少、投资低、便于操作管理等优点。油罐内储存的各种油品一般都具有易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸等性质,一旦发生火灾,就会造成重大的经济损失。而且油罐火灾损失巨大,难以扑救,所以说油罐的安全已成为石油化工行业的焦点。针对大型浮顶油罐的危险性,对大量的事故案例进行了分析。在此基础上,提出了强调使用二次密封技术,设计、施工和管理上加强浮船与罐壁之间的密封,安装火灾报警和自动泡沫灭火系统,重视中央排水叠管的密封性及油罐基础的稳定性等安全对策措施。     

基于蒙特卡洛法的储罐爆炸碎片冲击失效模型研究

为定量研究相邻储罐间爆炸碎片冲击的多米诺效应,基于蒙特卡洛方法建立爆炸碎片冲击失效模型。该模型共包括爆炸能量与碎片初始速度、考虑风速及碎片初始位置的碎片三维抛射轨迹、空气阻力、碎片冲击穿透等4个分步模型。基于上述模型,研究储罐爆炸后碎片的初始状态、抛射轨迹以及对相邻储罐的冲击效应。在数值模拟结果的基础上,用储罐最高允许工作压力代替泄放装置的泄压压力来计算爆炸压力,绘制碎片质量及初始速度的直方图,定量分析储罐间距对击中概率的影响。结果表明,热辐射、超压和碎片冲击3种能量作用方式均可能导致储罐间火灾爆炸事故多米诺现象发生,但爆炸碎片冲击导致相邻罐失效的概率较低。     

米诺效应中的多事故点协同作用后果研究

为了研究多米诺效应中多事故点协同作用的后果,将并联系统概率模型运用到贝叶斯概率计算过程中,体现出多事故点协同作用对多米 诺效应传播的概率影响;后果分析部分从人、物、环境3个方面出发,对事故的后果影响以及事故预防提出建议措施。最后运用模型对实例进行 了应用分析,结果表明:多事故点协同作用下储罐的多米诺失效概率增大,罐区危险性增强,可以通过对储罐设置安全屏障等措施,有效的切 断导致事故最大概率的链条。