Developing a CFD heat transfer model for applying high expansion foam in an LNG spill

Liquefied natural gas (LNG) is widely used to cost-effectively store and transport natural gas. However, a spill of LNG can create a vapor cloud, which can potentially cause fire and explosion. High expansion (HEX) foam is recommended by the NFPA 11 to mitigate the vapor hazard and control LNG pool fire. In this study, the parameters that affect HEX foam performance were examined using lab-scale testing of foam temperature profile and computational fluid dynamics (CFD) modeling of heat transfer in vapor channels. A heat transfer model using ANSYS Fluent® was developed to estimate the minimum HEX foam height that allows the vapors from LNG spillage to disperse rapidly. We also performed a sensitivity analysis on the effect of the vaporization rate, the diameter of the vapor channel, and the heat transfer coefficient on the required minimum height of the HEX foam. It can be observed that at least 1.2 m of HEX foam in height are needed to achieve risk mitigation in a typical situation. The simulation results can be used not only for understanding the heat transfer mechanisms when applying HEX foam but also for suggesting to the LNG facility operator how much HEX foam they need for effective risk mitigation under different conditions.     

Decision support system for designing effective noise hazard prevention strategies.

A decision support system for designing effective noise hazard prevention (NHP) strategies is proposed. NHP consists of four modules: (a) database, (b) input, (c) algorithms, and (d) solution. The user can choose among single-, two-, and three-approach solution procedures. Heuristic and genetic algorithms are used to determine appropriate noise controls (NCs). From the given noise condition and NC budget, NHP recommends a minimum-cost NHP strategy that prevents any worker's daily noise exposure from exceeding the permissible level. If the budget is insufficient, NHP is able to search for a feasible noise hazard strategy that requires a minimum NC budget.     

基于IRML网络模型的LNG卸料系统故障传播分析

为研究陆地LNG卸料系统的物理设备、信息网络及人员操作的依赖关系和信息层、人员层对设备层故障传播的影响,基于面向基础设施弹性建模语言(Infrastructure Resilience-Oriented Modelling Language,IRML),从单层网络静态风险分析和多层依赖网络的动态传播2个方面,提出LNG...     

基于云模型的海上船舶溢油应急管理能力评估方法

为更好地解决海上船舶溢油应急管理能力评估过程中的不确定性问题,提出1种基于区间二型模糊层次分析法的云模型综合评估方法。针对评估体系的局部性,借鉴PPRR应急管理过程理论,对影响船舶溢油应急管理能力的因素进行分级和分类,构建全局评估指标体系;分别运用区间二型模糊层次分析法和逆向云发生器确定各指标权重和云模型参数;通过浮动云和综合云算法获得最终评估结果。结果表明:将5个评估等级和评估结果进行仿真得出评估云的“云滴”图可显示出评估结果的能力等级以及评估结果的可信度和稳定性。计算某海区船舶溢油应急管理能力的评估等级为“较好”,即管辖该海区的海事管理部门能较好地解决海上船舶溢油突发事故,验证了所提方法的可行性和有效性。     

天然气管道应急体系网络结构优化分析

为达到帮助应急决策机构能迅速高效地完成天然气管道事故应急救援方案和行动的目的,运用UCINET软件对天然气管道应急体系的网络结构进行优化。通过分析应急指挥体系的自组织特性、控制特性和不确定性,参考美国卡特里娜飓风事故的应急救援组织网络,借助UCINET对天然气管道事故应急救援体系中的组织部门程度、接近和中间集中性分别进行相应的计算分析,归纳总结出天然气管道事故应急过程中最重要的组织部门。通过加强重要组织部门的通讯能力,实现对网络结构的优化,为提高部门间的协作能力,快速高效地完成应急救援任务提供支持。     

自然灾害应急会商协调网络特征与优化研究*

为研究自然灾害减灾应急会商协调网络特征与优化,引入社会网络分析方法,以全国自然灾害基本情况发布通知为数据来源,构建自然灾害应急会商协调网络,从网络整体结构与机构节点属性2个方面刻画应急管理部组建前后应急会商协调网络的演进路径,并结合凝聚子群分析应急会商协调网络的派系结构与资源流动情况。研究结果表明:可以从应急资源的传递、共享与集聚角度重构自然灾害应急会商协调框架,提出从日常会商与灾情发布统一、发挥部际协调的平台优势、助力应急响应与处置实践3个方面优化应急会商协调模式的政策建议。     

基于SIL评估的LNG加气站安全仪表系统问题分析及改进建议

为分析LNG加气站安全仪表系统的功能完备性与可靠性,以3座典型的三级LNG加气站为研究对象,全面开展安全仪表功能辨识、安全完整性等级(SIL)定级与验证,进而提出针对性的改进建议.结果表明:3座LNG加气站的安全仪表系统均存在功能不完备、设备组件缺少失效数据的问题;为满足风险控制要求,三级LNG加气站需设置15个安全仪...     

液化天然气加注船安全定量风险分析

液化天然气（LNG）加注船是一种为LNG动力船提供燃料的新型船舶,国内目前尚处于起步阶段,缺乏相关安全标准和规范。采用国际定量风险评价（QRA）的通用理念,研究适用于我国LNG加注船的安全评价方法,提出具体实施步骤和依据准则,并以国内某LNG加注船作为实例分析说明。建立加注船LNG火灾事故树,确定相关火灾事故概率;研究适合加注船火灾事故后果的方形火焰模型,以及LNG火灾热辐射对人体伤害的计算方法;参考国际海事组织（IMO）的风险准则,确定LNG加注船个人风险和社会风险;最后与按NFPA-59A计算的防火间距作对比分析。通过计算,例中加注船的风险位于须采取相关安全措施的ALARP区域,风险控制区域半径20m。若按NFPA-59A要求计算防火间距,该加注船对外部须划定半径52m区域作为安全区域,且须将船身增长37m以满足内部防火要求,在实际工程中无法实现,相比较QRA方法更适合我国LNG加注船的安全评价工作。     

Critical aspects for collision induced oil spill response and recovery system in ice conditions: A model-based analysis

The recovery effectiveness for oil spills in ice conditions depends on a complex system and has not been studied in depth, especially not from a system risk control perspective. This paper aims to identify the critical aspects in the oil spill system to enable effective oil spill recovery. First, a method is developed to identify critical elements in a Bayesian Network model, based on an uncertainty-based risk perspective. The method accounts for sensitivity and the strength of evidence, which are assessed for the different Bayesian Network model features. Then, a Bayesian Network model for the mechanical oil spill recovery system is developed for the Finnish oil spill response fleet, contextualized for representative collision accident scenarios. This model combines information about representative sea ice conditions, ship-ship collisions and their associated oil outflow, the oil dispersion and spreading in the ice conditions, and the oil spill response and recovery of the fleet. Finally, the critical factors are identified by applying the proposed method to the developed oil spill response system model. The identified most critical system factors relates collision aspect: Forcing Representative Scenario, Representative Accident Location, Impact Speed, Impact Location, Impact Angle and response aspect: Response Vessel Operability.     

矿山企业应急管理体系建设研究

矿山事故具有突发性,企业作为第一响应者,只有建立了完善的应急体系,才能够确保采取及时有效的措施进行事态控制和人员救治。矿山企业完整的应急体系由组织管理、运作机制、制度建设和保障系统构成。本文针对矿山企业的特点,系统的提出了应急体系四个构成部分的详细建设要素,研究结果为矿山企业进行应急管理体系建设提供了科学依据。     

生活必需品应急保障标准体系的构建探讨

为了保证在重特大突发灾害发生后,及时、有序、充足地保障生活必需品应急物资的供应。通过调研典型突发事件在应急物资准备、响应、恢复阶段存在的问题,分析原因,提出了生活必需品应急保障标准体系的构建原则、框架组成,并阐述了体系要素之间的关系。提出生活必需品应急保障标准体系分为通用、准备、响应和评估四个组成部分,由术语和定义、应急标志、物资储备等16个核心要素构成,按照层次性原则将要素分布在四个层级上,并对16个核心要素的主要内容做了阐释。     

基于最小路径的应急系统响应可靠度的计算

为了分析突发事件应急系统可靠性,计算应急系统响应可靠度,首先分析一般应急系统的组成与结构,提出应急系统由硬件子系统、软件子系统、人子系统、人与硬件关系子系统和人与软件关系子系统组成,根据系统的最小路径推导得到应急系统响应可靠度的解析表达式,分析各个子系统的可靠度,得到对于特定的应急系统响应可靠度的解析表达式可以由最小路径直接得到的结论,为其他复杂系统的可靠度的计算提供依据。     

一种整体化系统安全分析模型的探究

为了解决目前各系统安全分析方法侧重点不同,而分析对象又各有差异,在安全分析过程中各方法无法协同交叉使用,导致危险源辨识不够全面的问题。采用“霍尔三维模型”中,“逻辑维”分析问题的方法,研究了系统安全分析过程中的思维方式,提出了一种适用于企业安全分析的“系统安全分析四阶段法”。该方法明确了安全分析方法的选择过程,提出了系统安全分析方法循环使用的组合矩阵,并构建了系统自己的多阶段安全分析的普适性模型。     

梯级水库防洪应急调度的模拟分析

梯级水库中的上游水库遭遇不利的突发事件而发生溃坝,会给下游水库及防护区带来严重的洪灾损失.以岗南、黄壁庄梯级水库为例,拟定岗南水库遭遇地震的突发事件,确定了水库溃坝工况,建立溃坝洪水计算模型,对岗南水库在不同预泄时长后溃坝的洪水过程进行模拟,黄壁庄水库针对上游入库溃坝洪水采用按调度规则调洪和以最大泄洪能力泄流两种溃坝应急调度方式进行模拟分析.结果表明:有预泄的溃坝调度可以在一定程度上缓解岗南水库溃坝洪水对下游造成的洪灾损失,且预泄时间越长缓解程度越明显;黄壁庄水库的两种调度方式都能保证水库自身安全,但从出库洪水对下游防护区的洪灾损失大小角度考虑,按调度规则调洪优于以最大泄洪能力泄流的方式.     

某地下矿山安全生产事故规律分析与对策研究

基于某地下矿山2000-2009年度所发生的安全生产事故的详细统计数据,分别针对伤害程度、伤害部位、事故工龄、事故班次、事故致因和类别等进行了全面统计、归纳和分析,并采用事故树等分析法对冒顶片帮和人为原因引发的两类重要矿山事故进行了深入系统研究,确定了矿山典型事故发生的基本原因、主导控制因素、一般出现规律以及可能伤害后果。结合工程实际情况,提出了能有效降低生产事故频率,提高安全生产效率的四种具体对策与措施：（1）加强安全教育与技能培训,提高员工安全法制意识和应对突发事故的专业能力;（2）遵守人机工效学的一般原理,改善工作舒适度,提高员工工作积极性和效率;（3）坚持科学发展观,采用合理的先进生产工艺和现代化管理措施;（4）加强劳动保护用品的科学使用与人性化管理。研究成果具有重要的推广应用价值。     

突发事件警报通知系统关键要素规划技术研究*

为了解决自然灾害或生产安全事故风险影响区域的警报通知问题,针对突发事件警报通知系统规划与建设过程中的关键要素,通过相关突发事件特征归纳总结、警报通知需求分析、法规要求与现实差距对比等方法,结合国内外相关标准和研究成果,总结、提炼出规划和建设高时效性警报通知系统必须考虑的关键要素,并研究相关警报通知实现技术的适用性。最后,结合西南某油气开采企业的突发事件警报通知系统规划与建设实际,分析该企业警报通知系统的特点并有针对性地提出优化建议。研究结果可对相关企业或政府开展警报通知系统的规划与建设提供参考和借鉴。     

基于情景构建的应急预案体系优化策略及方法

为了进一步优化我国现有应急预案体系,从应急管理实践中分析梳理出4方面问题,包括:“在指导理念上依然没有充分体现应急准备的理念”“应急预案体系在微观、中观和宏观层面依然存在结构性问题”“应急预案的内容存在‘概念性’内容较多的情况,导致操作性和针对性不强”“预案动态管理滞后,持续改进机制尚未形成”;针对现存问题,提出基于情景构建的优化策略和方法,认为“情景构建”不但可以指导编制者分析应急需求、明确应急目标、规划应急程序,有效支撑应急预案的编制,而且可以派生出“基于情景链条的预案衔接策略”“基于任务协同的预案衔接策略”“基于资源约束的预案衔接策略”,进而从微观层面上推进预案体系的优化。研究结果可以作为各级政府和企业应急预案体系构建的参考和借鉴。     

系统论思想与大型体育赛事应急管理体系构建

为解决当前我国大型体育赛事应急管理中存在的问题,完善赛事应急管理体系,提升赛事应急管理能力,以系统论思想为指导,提出了构建“综合协调”型赛事应急管理组织结构模式,“五位一体”的赛事应急管理机制的思路。采用加强应急管理体系内外部物质、信息交流,法制建设与思想行为培养相结合的方法,维持应急管理系统的稳定性,从而实现大型体育赛事应急管理的科学化。     

广东突发化学中毒应急处置装备配置调查分析

参照卫生部《卫生应急队伍装备参考目录（试行）》,采用设置标杆、调查表调查和现场核实相结合的形式,对广东辖区职业病防治机构（职业病防治院/所,疾病预防控制中心）的个体防护、现场样本采集与保存、现场快速鉴定与检测、辅助装备等4大类50种装备的配置现状进行了调查。调查的76家机构个体防护和现场鉴定与检测装备配置率、达标率均较低,没有配齐50种装备。每家机构平均配备约15种装备,与卫生部参考目录差距较大。为应对突发中毒事件,急需补充应急装备,尤其应优先考虑配置个体防护、现场快速鉴定与检测装备。