[发明专利]利用计算机进行化工装置爆炸风险评估的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种风险评估方法及系统，特别涉及一种利用计算机进行化工装置爆炸风险评估方法及系统。

背景技术

随着化工技术的日渐成熟，化工产业逐渐向规模化、大型化、复杂化发展，安全生产条件越来越苛刻，安全问题也日益突出。化工装置由于其特殊性，生产极具燃爆性的工艺气，易发生燃爆事故，不仅会造成人员伤亡和重大财产损失，也会导致严重的社会问题。合理界定化工装置爆炸风险对认识企业的安全水平、采取有效措施减少和预防事故发生具有重要意义。因此，需要对化工装置进行爆炸风险评估。

较常用的传统的爆炸后果评估方法包括TNT当量法以及Multi-Energy方法等。这些传统的爆炸风险评估方法只是基于简单的经验公式进行爆炸后果评估，不能进行爆炸近场预测以及三维空间预测，显然对于管道密集、装置繁多的化工厂区来说其适用性存在很大的局限，且直观性准确性都存在质疑。

近年来随着全尺寸爆炸实验的增多，以及计算流体力学分析技术的日益成熟，三维数值模拟工具在爆炸工程的应用已越来越得到工业界和学术界的广泛重视。目前，利用基于三维数值模拟技术的方法在海上石油化工装置爆炸后果等领域已经有了相关的评估应用。比如，Windhorst采用AutoReaGas软件来进行气体爆炸的模拟以探讨石化裂解炉与控制室的安全距离，何大成等人，采用FLACS软件进行氢气储存区的爆炸后果模拟，并进行了罐区的风险分析研究，但是这些研究没有形成系统的爆炸风险评估方法，只是实现了个案的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种利用计算机进行化工装置爆炸风险评估方法及系统，该方法及系统是基于三维数值模拟技术、事故统计技术、失效概率分析技术为基础的，采用该化工装置爆炸风险评估方法及系统可以解决传统方法(如TNT当量法以及Multi-Energy方法等)存在的局限性、不直观、准确度及表现力不足、不能进行爆炸近场预测以及三维空间预测的问题，该化工装置爆炸风险评估方法及系统系统的考虑了爆炸事故发生发展的过程，并结合事故发生概率等因素的影响，能够全面的考虑化工装置的爆炸风险，结果更加合理准确。更加适用于管道密集、装置繁多的化工厂区爆炸风险评估以及爆炸风险性的确定。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用计算机进行化工装置爆炸风险评估的方法，其包括：

第一步，利用现场气象资料及所述化工装置的周边环境获得的数据计算不同场景情况下所述化工装置发生爆炸时的极限压力；

第二步，利用生产中的实际数据计算获得所述化工装置发生爆炸事故的爆炸概率；

第三步，利用第一步获得的所述化工装置发生爆炸时的极限压力和第二步获得的所述化工装置发生爆炸事故的爆炸概率形成累积概率-爆炸后果评估曲线，最终对所述化工装置的爆炸风险性进行评估。

其中，所述第一步进一步包括如下步骤：

三维模型的建立步骤，运用三维模拟技术构建所述化工装置的三维模型；

化工装置内风场分析以及通风换气分析步骤，根据所述化工装置周边环境以及现场气象资料，在计算机上实现所述化工装置内风场分析以及通风换气分析；

泄漏扩散后果评估步骤，通过对所述风场分析以及通风换气分析步骤获得的风场及通风换气数据进行归类，再使其结合化工装置特点选择不同的泄漏点、泄漏量、泄漏方向、泄漏时间、泄漏物质等，利用三维数值模拟技术实现泄漏场景模拟分析与计算，得出其最坏情况下的工艺气泄漏场景、影响区域、气云尺寸等；

爆炸后果评估步骤，在所述泄漏扩散后果评估步骤获得的气云尺寸上，设定不同的点火源及点火位置，建立三维爆炸事故场景，得出所述化工装置在不同位置处的爆炸极限压力。

其中，所述第二步进一步包括如下步骤：

风向频率获得步骤，综合分析当地风向风速数据，按照0～1m/s、1～2m/s、2～3m/s、3～5m/s、5～7m/s、7～10m/s，＞10m/s等级别，每30°风向进行各个风向频率统计计算，利用统计数据给出各种风速风向频率分布；

泄漏概率获得步骤，利用事故统计数据库结合设备失效频率数据库，按照失效概率求和的方式得到所述化工装置发生泄漏的概率；

点火概率获得步骤，利用点火概率模型获得装置点火概率；

事故概率获得步骤，综合考虑风向频率、泄漏概率、点火概率，利用三者概率乘积计算出所述化工装置相应的每次爆炸事故场景发生概率，

爆炸事故概率＝风向频率*泄漏概率*点火概率。