辽宁省岫岩县“20120804”泥石流调查研究

1980年代的3次台风和气旋过境引起的暴雨过程诱发的山洪泥石流,使辽宁省岫岩县损失惨重。受2012年第10号台风"达维"的影响,2012年8月3-4日,岫岩县西部发生强降雨过程,引起了大范围的泥石流暴发,造成近十人死亡,直接经济损失几十亿元。通过现场调查"20120804"泥石流灾害,对比分析了这次泥石流的分布规律、形成原因以及成灾特征。研究得出了岫岩县西部沟谷泥石流的敏感坡度(25°~50°),百分比S≥0.38,或流域高差H≥400 m的流域基本为泥石流沟;沟谷泥石流的地形因子B≥0.19,或G≥60,或T≥27的流域,基本可以判断为泥石流沟。     

基于FDS的天然气集气站分离器喷射火特性仿真研究

天然气集气站火灾事故对集气站安全生产构成严重威胁,研究集气站内关键设备泄漏引发的火灾特性具有重要意义.基于大涡模拟(Large Eddy Simulation)数值方法,针对分离器内介质成分、相态等参数特殊性,采用火灾动力学模拟软件FDS建立集气站卧式气液分离器喷射火模型,对分离器典型泄漏孔径下的喷射火进行数值仿真,研究其火焰几何特性、火场温度及热辐射特性.结果表明,随分离器泄漏孔径的增大,喷射火火焰长度及火焰最大宽度也相应增大.大、小两泄漏孔径的喷射火在充分燃烧区域火焰最高温度分别为1 525 ℃和1 065 ℃.大孔径泄漏的喷射火热辐射值明显高于小孔径,并由于湍流浓度脉动的作用导致热辐射值波动较大,喷射火火焰轴向对称面与相距1.5 m的侧平面上测点热辐射峰值之比与泄漏孔径成正比.根据模拟结果,定量分析了两泄漏孔径下喷射火的危险距离,并提出相应的事故控制措施.     

基于DEMATEL-BN的海洋平台泄漏脆弱性动态分析

为预防海洋平台泄漏引发的连锁事件,运用基于决策试验与评估实验室(DEMATEL)及贝叶斯网络(BN)的集成方法动态分析泄漏演化脆弱性风险。构建脆弱性风险指标体系,利用DEMATEL方法研究风险因素之间的相互影响;建立海洋平台泄漏连锁风险演化模型,并转化为对应的BN模型,引入事故先兆数据,动态分析发生局部燃烧爆炸A、连锁火灾爆炸B、小型油气泄漏C和大型油气泄漏D等事故的概率。结果表明:组织管理因素易影响其他风险因素;海洋平台发生A、B和D等严重事故的概率随运行年限增加而增大;DEMATEL-BN方法克服静态风险分析方法不能有效利用运行数据的不足,实现海洋平台风险的动态分析。     

基于动态风险平衡的海洋平台事故连锁风险研究

针对海洋平台事故风险特点,提出动态风险平衡概念,以此建立事故动力模型,并将该模型运用到墨西哥湾"深水地平线"井喷事故。动态风险平衡表征事故动力与事故阻力之间的动态平衡状态,具有动态性和暂时稳定性。事故动力模型以海洋平台可能发生的重大事故为研究对象,从工艺、技术和管理等角度分析事故可能致因和事故发展可能影响因素。该模型首先分析对象的初始事故动力,建立事故连锁风险图,然后计算初始动力发生情况下,传递动力和传递阻力的概率分布,最后提出相应风险控制措施。实例分析表明,基于动态风险平衡建立的事故动力模型能有效分析海洋平台事故连锁风险。     

海洋钻井平台井喷硫化氢扩散规律研究

针对海洋酸性气田开发过程中的井喷硫化氢扩散问题,以计算流体力学(CFD)为理论基础,建立一套数值模拟方案和毒害评价模型.选取静风、平均风速和季风风速3种典型环境风速条件,对左舷、右舷、船艏、船艉4个来风方向的硫化氢扩散过程进行模拟,分析了硫化氢扩散的时空分布以及风速对硫化氢扩散的影响作用.结果表明,静风条件下,硫化氢对平台空间危害最为严重;有风条件下,船艏和船艉来风,平台空间危害较为严重;其他方向来风时,硫化氢对平台空间区域危害较小.风速越大,硫化氢对平台空间的危害程度越小.最后,据此提出了相应的应对措施.     

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。     

基于PERT图的LMRP集油罩深水井喷应急作业设计

底部隔水管总成(LMRP)集油罩可高效回收深水井喷海底漏油,为有效支持应急演练和事故现场救援的开展,基于计划评审技术(PERT)进行LMRP集油罩应急作业设计。面向1500m水深事故场景,将LMRP集油罩作业分为15项子作业并编制应急作业PERT图,计算LMRP集油罩应急作业在不同规定期限内的完成概率。结果表明:PERT图可直观定量描述深水井喷应急作业,得到LMRP集油罩作业关键路线总时长为575h并给出作业优化建议。LMRP集油罩作业在规定期限45、50、55、60、65、70h内完成的概率分别为00002、00174、02420、07580、09826和09998。随着规定期限时间延长,应急作业完成概率提高,且在关键路线总时长附近增长率最大。     

基于马尔可夫的地面控制井下安全阀可靠性评估

为保障地面控制井下安全阀系统的安全运行，防止系统发生故障，建立了井下安全阀可修复系统的马尔可夫模型；针对系统设备构成复杂及共因故障等问题，基于β因子模型描述共因失效，同时将模型划分为3个独立模块，通过克罗内克积方法合并，评估系统可靠性；参照OREDA可靠性数据，定量求解井下安全阀系统可用度、可靠度以及稳态指标，研究模型中状态转移概率对系统稳态可用度的影响。研究结果表明:井下安全阀系统的可用度随时间增长而迅速到达稳态值；系统检修周期应小于2.5 a；根据可靠性分析结果，运营方应考虑系统经济与可靠性间的博弈关系，合理优化系统冗余结构与维修周期管理，防止井下安全阀系统失效。     

含硫天然气管道泄漏硫化氢中毒事故影响因素分析

针对含硫天然气管道泄漏人员硫化氢中毒事故,从管道运行、紧急截止阀、泄漏条件和环境四方面分析事故后果影响因素,并确定各个因素的作用.在综合分析管道动态泄漏过程、重气扩散和硫化氢中毒效应的基础上,明确含硫天然气管道泄漏可能产生的室内外最大人员死亡距离.分析表明,管道运行和紧急截止阀影响因素,包括管道压力、管道内径、相邻紧急截止阀间管段长度和低压关断压力,对室内外最大人员死亡距离有直接影响,需建立管道泄漏预防和处置方案,并根据管道周边人员分布情况,采取不同策略予以控制.泄漏条件和环境影响因素,包括泄漏孔径、风速和大气稳定度,具有很大不确定性,共同决定了室内外最大人员死亡距离.推荐采用综合分析方法,在保守分析的基础上指导事故评价和控制工作的开展.