铁路运输含硫原油过程中H_2S挥发规律模拟试验研究

以塔河12区含硫原油为研究对象,通过模拟铁路运输原油工况,研究罐内原油中H_2S挥发规律.结果表明,铁路运输过程中原油里H_2S析出浓度与时间的关系近似为6次多项式,并建证了H_2S浓度随时间变化的曲线方程;对影响罐内原油中H_2S挥发的2个主要因素罐内原油温度和罐车振动强度进行了分析.结果表明,罐内原油温度是原油中H_2S挥发的主要影响因素,升高罐内原油温度可以明显增加H_2S的挥发浓度.加大罐车振动强度对原油中H_2S挥发有促进作用,但不明显.     

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.     

基于BowTie模型的海洋钻井平台热工作业风险分析及对策研究

为减少海洋钻井平台热工作业事故,提高安全生产水平,本文全面分析在役海洋钻井平台热工作业存在的风险及对策,建立海洋钻井平台热工作业事故BowTie模型图,并结合海洋钻井平台热工作业事故BowTie模型应用实践进行举例论证,为提升海洋钻井平台热工作业HSE监督管理提供支持与保障。     

海洋平台井喷含硫天然气扩散危险区域研究

针对海洋酸性气田开采过程中含硫天然气井喷失控扩散问题,采用CFD方法建立井喷含硫天然气扩散后果预测与评估模型。综合考虑天然气爆燃与硫化氢毒害风险因素,对不同场景条件下的含硫天然气扩散过程开展数值模拟,研究硫化氢浓度、风向、风速等因素对含硫天然气扩散行为的影响,预测和评估天然气扩散所形成的危险区域和硫化氢气体扩散所形成的毒害范围。研究表明:随着硫化氢浓度的增加,燃爆区域无明显变化,而毒害区域明显增加;船艉来风导致的事故后果最为严重,左、右舷来风有利于危险气体的扩散与消散;风速越大,燃爆区域和毒害区域范围越小,但是在船艏来风且风速较大的工况下,硫化氢气体竖直扩散距离降低且逐渐贴近生活区,容易造成作业人员中毒事故的发生。     

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。     

基于风险分析的海洋平台结构鲁棒性评价与控制

针对海洋平台服役周期内突发致损事件"小概率,高风险"的非比例后果特性,综合考虑常规疲劳退化与突发致损的耦合作用,定量分析了局部突发致损的直接后果及结构倒塌失效的潜在间接后果。从风险分析理论的角度,提出海洋平台结构风险鲁棒性指标,并基于Monte-Carlo随机模拟,建立了风险鲁棒性的评价方法及评价流程。通过相应算例,分析海洋平台结构全寿命周期内风险鲁棒性指标的动态特征及影响因素,并讨论了检修行为对结构鲁棒性控制的作用。模拟示例结果表明,在平台服役后期,初始损伤及疲劳退化对风险鲁棒性指标的影响愈加显著,完好平台结构的风险鲁棒性指标明显高于含初始损伤平台,至服役的第30年,两种平台的风险鲁棒性指标分别由1下降至0.913和0.67。同时,4种不同突发事件单独作用下的模拟结果表明,对风险鲁棒性影响最为显著的突发事件是爆炸,其后依次是船舶碰撞、突发火灾和重物坠落。突发事件发生后采取快修措施可有效提高其风险鲁棒性指标,且为保证平台结构维持合理的风险鲁棒性水平而采取"非完好维修"是更为经济可行的选择。     

厂房内H_2连续泄漏扩散的模拟分析

利用计算流体动力学软件Fluent对厂房内易燃易爆气体H2泄漏扩散过程进行了数值模拟,研究H2连续泄漏扩散规律。计算结果表明,厂房内H2泄漏一定时间后扩散将达到稳定,室内H2浓度将不再变化;根据室内H2浓度分布规律,得出H2泄漏报警装置应设在泄漏口正对墙壁上,且厂房的排风口应开设在H2钢瓶喷射方向上的屋顶处;结合H2的毒性级别和爆炸极限,划分该厂房为紧急防爆疏散区,必须在泄漏初期进行紧急人员疏散并做好防火防爆措施。研究结果为厂房内H2泄漏事故应急救援、泄漏报警装置及排风口的位置设置提供重要技术支持和理论依据。     

海上平台烟气组合工况扩散安全性分析

海上平台的压缩机透平、发电机透平、热介质锅炉等高温设备较多,多点排放的高温烟气,很有可能成为平台安全的隐患。这其中包括高温烟气对直升机起降的影响,或者对有人通行区域安全性的影响。因此很有必要针对海上平台烟气组合工况进行扩散安全性分析。本文就是利用三维数值模拟FLUENT软件,针对某海上平台多点排放源组合工况的烟气扩散问题进行数值模拟研究,并根据模拟结果分析高温废气对海上平台安全性的影响,从而为工程设计提供参考和依据。     

海洋石油平台建造过程中的安全管理

本文所举例的海洋石油平台位于中国南海珠江三角洲盆地,包括2个钻采平台,总重量为2.12万t,结构1.5万t,管线5.4万m,电缆32万m,阀门3 860个,仪表超过1 300套,设备642台套。项目建造场地位于广东省,现场内存在大量的电气焊作业、高处作业、起重作业、临时用电作业、交叉作业、脚手架作业、射线作业等高风险作业。在建造过程中,项目组始终严格执行项目HSE方案管理措施。项目陆地建造时间历时1年,陆地安全总工时为397万4 493人工时,取     

井喷硫化氢扩散分析

井喷有毒气体扩散对周围居民的危害很大[1],由于井场所位于的山区地形下垫面特殊,气体扩散的过程比较复杂,无法用普通的烟羽模式进行模拟,本文采用大涡模型以及贴体网格技术、卫星遥感技术,对某地区发生泄漏进行研究并进行三维数值模拟,模拟结果显示了气体扩散的时空分布以及对人员的危害,通过模拟结果,可以对井场地区的安全情况作出评价,能够对应急人员疏散策略及安全区域规划的制定提供帮助。     

浅谈海洋石油多功能支持平台的安全管理

简单介绍了海洋石油多功能支持平台的基本情况,总结了多功能支持平台现有的三种安全管理工具,分别是工作许可证、工作安全风险分析(JSA)和"五想五不干"行为安全观察卡;同时结合海洋石油多功能支持平台自身特点,分析了如何做好平台的安全教育培训、安全检查和班组安全建设以及应急演练等安全管理工作;通过增强全员的安全意识、及时消除事故隐患及增强基层的安全管理和加强平台的应急反应能力,提高海洋石油多功能支持平台的安全管理水平,以期达到海洋石油平台安全、健康、和谐发展的目的,可供同行借鉴和参考。     

基于系统动力学的海洋平台安全脆弱性分析

海洋平台承受着风、浪、流等复杂环境载荷，安全系统在保障平台安全稳定方面的作用极为突出。为深入探讨影响海洋平台安全脆弱性的机理，针对海洋平台作业环境的极端性和复杂性，建立了海洋平台的安全脆弱性系统动力学分析模型，采用模糊层次分析法确定影响安全系统中各层因素的权重系数，并设定参数，考虑子系统不同的安全投入方案，进行了海洋平台脆弱性系统分析。研究结果表明:海洋平台设备系统对于暴露度和敏感度的影响程度最高，管理系统对海洋平台安全系统的适应度起主导作用；当安全投入总值一定，对各系统的投入比例不同时，为有效降低海洋平台脆弱性，应合理分配有限投入资金。     

Analysis of gas dispersion and ventilation within a comprehensive CAD model of an offshore platform via computational fluid dynamics

Maintaining an adequate air flow with a desired air quality that is free from hazardous gases is among the most important actions taken toward the improvement of safety in any process plant. Due to the increased focus on the consequences of existing hazardous material on safety, health, and the environment, air quality and sufficient ventilation within a plant has been increasingly considered in the design stage. This paper investigates and analyzes methane and hydrogen sulfite dispersion and the effect of air ventilation within a CAD model of an offshore platform using computation fluids dynamics (CFD). In addition, this method and its principals could be utilized in any other hazardous environment. Simulations of possible hazardous events along with solutions for preventing or reducing their probability are presented to better assess the data. These investigations are performed by considering hypothetical hazardous scenarios which consist of gas leakages from pipes and process equipment under different conditions. After drafting a precise and highly detailed CAD model of the plant and performing CFD simulations on this model, the results of gas behaviors, dispersion, distribution, accumulation, and its possible hazards are investigated and analyzed. The larger amount of details of the actual plant model in CFD simulation are obtained by using a combination of different methods and software. These include PDMS for 3-D drawing of the plan, Rinoceros for geometrical integration of the process equipment and facilities, and Sharc Harpoon which meshes the model. Moreover, the probability of inducing ignitable or toxic concentration of gases within the atmosphere and air ventilation of the unit is considered by these investigations.     

SIL评估及HAZOP分析技术在海洋平台安全评估中的应用

针对海洋平台安全仪表系统安全可靠性要求的提高,分析海洋平台安全仪表系统SIL评估及HAZOP分析方法,对SIL评估的必要性、目的和内容、方法与流程进行论述,对SIL等级选择的HAZOP和LOPA分析方法进行介绍,对SIL评估过程中的重要数据问题进行阐述,对SIL等级验证中各参数和失效数据的选取进行说明。通过案例进一步论述SIL评估及HAZOP分析技术的要点和实施步骤,针对该案例提出了提高SIL等级的建议和措施,为海洋平台安全仪表系统的SIL评估提供重要的参考和依据。     

海洋石油平台吊艇架结构安全评估

海洋石油平台吊艇架结构安全直接关系到整个平台的救逃生。为全面评估吊艇架结构承载安全性,采用ABAQUS有限元软件进行吊艇架结构动静态力学分析,并在现场进行无损探伤及功能试验。研究结果表明:吊艇架结构在2.2倍工作负荷下最大等效应力为70.81 MPa,满足强度要求;最大位移3.38 mm,变形较小;模态分析显示吊艇架结构自振频率较大;吊艇架结构关键焊缝及应力集中部位无缺陷,救生艇升降时吊艇架无明显变形及异常。通过对吊艇架结构的有限元分析及现场检验,为吊艇架的安全评估提供了一种新的思路。     

海上石油平台工艺区风环境模拟及韧性评估*

为研究不同风向下海上石油平台工艺区的风场特征和系统韧性,采用Fluent软件从8种不同风向角度对海上平台工艺区风环境进行三维数值模拟,分析研究高于工艺区地面1.5,3,4.5 m水平风场风速分布特征,确定微静风区和强风速区面积,并以微静风区域占比为指标评估系统抗灾韧性。研究结果表明:风速激增区出现在障碍物前缘或侧翼;风口顺延形成强风道,风速介于1.6～3.1 m/s之间;系统韧性与微静风区占比呈现负相关,在1.5 m高度风场处,E-90°风向时微静风区域面积占比约为69%,工艺系统韧性较弱,风险较大;NW-315°风向时微静风区域面积占比约为9.6%,工艺系统韧性较强,风险较小;随着风场高度增大,各个风向系统韧性均有所提高,W-270°风向时系统韧性升幅达12.1%,N-0°风向时系统韧性升幅达12.24%。研究结果可为海上石油平台逃生路线设计、火气监控设备布置及提高平台自身抗灾韧性方面提供指导依据。     

外部安防系统在海洋石油固定平台中的应用

为了弥补传统的海洋石油固定平台内部安防系统的不足,达到海洋石油固定平台全天候自动监测、自动报警、无人值守、主动防御、预防为主的目的,以便提早发现灾害或事故的苗头,提供及时报警,并采取适当的预防措施。根据主动防御、准确测报、防范未然和规避事故的原则方针,按区域警戒与要地防范相结合的方法,介绍了外部安防系统在海洋石油固定平台中的应用,包括六个子系统、工作流程、各个子系统在海洋石油固定平台中的应用以及特点和价值,从监控、应急、监管等多角度出发,实现了一体化的安全监控。