[发明专利]一种基于故障树与流体动力学的粮仓燃爆风险评估框架模型

说明书

技术领域

本发明涉及粮仓设计领域，特别是一种基于故障树与流体动力学的粮仓燃爆风险评估框架模型。

背景技术

粮仓混合物爆炸是由易燃气体和可燃粉尘混合产生的爆炸。其中，易燃气体量可能少于其最少可燃量，可燃粉尘量可能低于其最小可爆炸浓度。然而，当二者混合时可以产生可爆炸混合物。将易燃气体混入粉尘中可以显著提升爆炸的剧烈程度。通过实验显示了乙烯/聚乙烯，己烷/聚乙烯，丙烷/聚乙烯混合物中最大爆炸压力(P_max)的增加和恒定体积(K_st)下最大压力率的上升。甲烷/煤炭粉尘是地下煤矿中最危险的混合物。在工业过程中还存在一些爆炸性混合物形成的例子，如，在仓库中的发酵过程产生的易燃气体与小麦和玉米粉尘混合，形成了易爆的爆炸性混合物。

此外，伴随着爆炸的余波还可能产生一次或多次的二次爆炸。余波会扬起地上的粉尘，这些粉尘被爆炸释放出的能量点燃，导致了二次爆炸。实际上，二次爆炸的威胁比第一次爆炸更大，因为它的粉尘/爆炸性混合物的浓度更高。虽然理论上可以通过消除爆炸五要素中的至少一个来防止粉尘或爆炸性混合物爆炸，但是在实际应用中通常采用多种手段将爆炸的风险降低到可容忍的范围内。

那些至少在一个生产环节中要处理粉尘或爆炸性混合物的企业都面临者爆炸的风险。这种爆炸对工厂、工人、周围的环境以及生产设备和其所生产的产品都是一个威胁。

因此，迫切需要一个结合了各种方法、软件和程序的工具，用于防止粉尘和爆炸性混合物爆炸。然而，由于这种其复杂的性质，在已发表的论文中几乎没有关于粉尘/爆炸性混合物爆炸的风险评估的文章。

风险管理是一个包含了风险理解、风险评估和决策的完整过程，它确保实施了有效的风险控制措施。风险管理主动识别潜在危害，从而对在可接受范围内的风险进行持续管理。

文献[1]为粉尘和爆炸性混合物提出了一个量化风险管理框架(Qua-ntitative Risk Management Framework,QRMF)。该框架被应用于一些工业案例研究并取得了巨大的成果。文献[2]提出的ALARP测量工具也得到了类似成果。

下面为本专利引用到的文献：

[1]Abuswer,M.,Amyotte,P.R,Khan,F.,2011.A quantitative risk management framework for dust and hybrid mixture explosions.J.Loss Prey.Process Ind.,http://dx.doi.org/10.1016/j.jlp.2011.08.010。

[2]Abuswer,M.,Amyotte,P.R.,Khan,F.,Morrison,L.,2013.An optimal level of dust explosion risk management:framework and application.J.Loss Prey.Process Ind.26(November(6)),1530—1541,http://dx.doi.org/10.1016/j.jlp.2013.08.018。

[3]Abbasi,T.,Abbasi,S.A.,2007.Dust explosions—cases,causes,consequences,and control.3.Hazard.Mater.140(1—2),7—44。

[4]Frank,WL.,2004.Dust explosion prevention and the critical importance of housekeeping.Process Saf.Prog.23(3),175—184,http:/Idx.doi.org/10.iOO2Jprs.10033。

[5]Markowski,A.S.,2007.exLOPA for explosion risks assessment.I.Hazard.Mater.142(3),669—676。

[6]Khan,F.l.,Abbasi,SA,1998.Rapid quantitative risk assessment of a petrochemical industry using a new software package MAXCRED.J.Clean.Prod.6(1),9-22。