化工連續(xù)工藝裝置定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)若干問題研究.pdf

1、化工連續(xù)工藝采用連續(xù)的產(chǎn)品加工方式，作為原料的物料及能量持續(xù)進(jìn)入由一系列生產(chǎn)裝置組成的固定生產(chǎn)流程后，連續(xù)經(jīng)過反應(yīng)、換熱、分離、流體輸送等各類環(huán)節(jié)，直至生成最后產(chǎn)品。由于具有顯著的經(jīng)濟(jì)倍增效應(yīng)，化工連續(xù)工藝生產(chǎn)過程在化工生產(chǎn)中所占的比重越來越大。同時(shí)，裝置的大型化趨勢(shì)使得裝置內(nèi)易燃、易爆有毒物質(zhì)劇增，企業(yè)內(nèi)土地資源的日益緊張進(jìn)一步加劇了裝置的密集程度；化工產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的潮流造成越來越多的新建化工企業(yè)相鄰布置于化工園區(qū)。相關(guān)歷史事故表明，

2、化工連續(xù)工藝裝置風(fēng)險(xiǎn)不僅取決于裝置內(nèi)危險(xiǎn)物質(zhì)物性和數(shù)量，還取決于明顯的生產(chǎn)過程流變特征，各裝置之間復(fù)雜的相互影響，以及物料、能量、信息的動(dòng)態(tài)傳遞過程帶來的連鎖效應(yīng)。因此，展開化工連續(xù)工藝裝置定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)研究具有十分重要的科研價(jià)值和工程意義。
　　 在目前化工裝置定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)化工連續(xù)工藝裝置進(jìn)行定義和分類。以兩類危險(xiǎn)源理論和事故致因變化發(fā)展觀理論為指導(dǎo)，從裝置失效這一事故特征點(diǎn)切入分析風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)信息變化發(fā)展而導(dǎo)致

3、事故的途徑。在對(duì)化工連續(xù)工藝裝置事故中兩類危險(xiǎn)源的理論分析基礎(chǔ)上，選取我國(guó)典型化工城市展開化工連續(xù)工藝裝置風(fēng)險(xiǎn)信息普查、分析，并結(jié)合具體事故案例歸納得出化工連續(xù)工藝裝置事故中的兩類連鎖效應(yīng)：工藝連鎖效應(yīng)和事故連鎖效應(yīng)。最終辨識(shí)得出化工連續(xù)工藝裝置風(fēng)險(xiǎn)除了獨(dú)立裝置事故風(fēng)險(xiǎn)外，裝置之間存在的工藝連鎖效應(yīng)和事故連鎖效應(yīng)正逐漸成為決定其風(fēng)險(xiǎn)大小的重要因素。
　　 根據(jù)工藝連鎖效應(yīng)事故中源裝置是否發(fā)生破壞將工藝連鎖效應(yīng)劃分為兩類，并展開兩

4、類工藝連鎖效應(yīng)事故概率研究。對(duì)第1類工藝連鎖效應(yīng)引起事故的過程機(jī)理進(jìn)行分析后提出該類事故的概率計(jì)算公式。對(duì)第2類工藝連鎖效應(yīng)事故中源裝置可能導(dǎo)致緊鄰下游裝置的破壞現(xiàn)象分類，選取不同的破壞概率與之相關(guān)聯(lián)來描述下游裝置可能發(fā)生的事故現(xiàn)象，并分析了在第2類工藝連鎖效應(yīng)作用下不同類別裝置之間可能存在的裝置破壞現(xiàn)象類別。
　　 在總結(jié)已有研究成果的基礎(chǔ)上建立化工連續(xù)工藝裝置事故連鎖效應(yīng)事故過程模式，確定主要破壞作用包括超壓、熱輻射和破片3

5、種類型。針對(duì)超壓作用，建立綜合裝置結(jié)構(gòu)破壞程度和裝置物料泄漏程度的化工連續(xù)工藝裝置破壞現(xiàn)象分級(jí)，并采用線性函數(shù)分布設(shè)定事故超壓數(shù)據(jù)的概率值。最后，通過對(duì)事故數(shù)據(jù)的最小二乘回歸得到了超壓作用下裝置失效導(dǎo)致物料泄漏的概率公式。對(duì)比分析表明，本文提出的公式對(duì)事故數(shù)據(jù)的吻合程度大大高于現(xiàn)有公式。研究熱輻射作用下裝置破壞失效的過程機(jī)理，對(duì)現(xiàn)有熱輻射作用下化工裝置破壞失效研究成果展開分析，選擇可用于定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的概率公式。研究破片作用下裝置破壞失效

6、的過程機(jī)理，介紹了國(guó)外相關(guān)研究動(dòng)態(tài)，通過分析認(rèn)為在目前研究成果尚不能滿足破片導(dǎo)致裝置失效事故的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。
　　 根據(jù)兩類連鎖效應(yīng)將化工連續(xù)工藝裝置區(qū)域內(nèi)某一裝置的風(fēng)險(xiǎn)分解為兩部分：裝置自身事故的風(fēng)險(xiǎn)；該裝置自身事故導(dǎo)致的連鎖事故風(fēng)險(xiǎn)。提出了基于兩類連鎖效應(yīng)的化工連續(xù)工藝裝置風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)程序及相關(guān)技術(shù)，主要包括：基于連鎖效應(yīng)的化工連續(xù)工藝裝置初選技術(shù)；化工連續(xù)工藝裝置連鎖事故概率模型；基于GIS的化工連續(xù)工藝裝置風(fēng)險(xiǎn)合成及表述技術(shù)

7、等。
　　 對(duì)裝置區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成要素展開分析，得出同一化工連續(xù)工藝裝置區(qū)域不同布局方案導(dǎo)致的區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)差異主要取決于區(qū)域裝置間的事故連鎖效應(yīng)，提出區(qū)域裝置連鎖事故綜合風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。建立區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的主要程序和指標(biāo)算法，為化工連續(xù)工藝裝置區(qū)域布局方案選擇提供風(fēng)險(xiǎn)決策依據(jù)，并給出了應(yīng)用實(shí)例。
　　 化工連續(xù)工藝裝置危險(xiǎn)氣體泄漏擴(kuò)散事故中環(huán)境參數(shù)是影響危險(xiǎn)氣體濃度分布的重要因素，而現(xiàn)有高斯模型只適用于穩(wěn)定氣象條件。針對(duì)該類事故應(yīng)急救援