基于风险的大型原油储罐防火间距研究

论文摘要

储罐及储备库的大型化集约化发展，虽然给国家原油储备提供了便利，但也给储罐间防火间距的合理性设置提出新的挑战。防火间距过大会极大的提高原油储备工程建设的成本，防火间距过小则会增加储罐间火灾蔓延的风险，给原油储备的安全运行埋下巨大隐患。综合对比了国内外大型原油储罐的防火间距设定原则和标准，统计分析了大型外浮顶储罐的火灾事故及其风险因素，研究了大型外浮顶储罐火灾环境模拟方法和火灾环境下邻近储罐的热响应过程模拟方法，提出了储罐失效风险的概念并建立了储罐失效风险计算模型，依据ALARP原则制定了针对不同失效模式的储罐失效风险容许标准。将研究成果结合工程实例应用表明在现有标准中的防火间距布局下，储罐失效风险值处于可容许风险，仍需采取防护措施尽可能的予以降低。论文的研究成果为大型原油储罐的防火间距设置提供了科学合理的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 详细摘要
• Detailed Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 防火间距设定依据及标准
• 1.2.2 大型储罐火灾特性研究
• 1.2.3 火灾环境下储罐热响应
• 1.2.4 安全距离确定方法研究及应用
• 1.2.5 火灾多米诺效应风险分析
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 研究内容和方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 1.5 论文结构
• 2 储罐火灾事故统计与风险因素分析
• 2.1 储罐结构及潜在火灾场景
• 2.1.1 大型原油储罐结构
• 2.1.2 大型原油储罐潜在火灾场景
• 2.2 储罐火灾事故统计分析
• 2.2.1 事故资料来源
• 2.2.2 大型储罐事故统计
• 2.2.3 多储罐火灾事故统计
• 2.2.4 大型原油储罐火灾场景统计
• 2.2.5 大型原油储罐火灾场景频率分析
• 2.3 大型原油储罐火灾风险因素分析
• 2.3.1 外部火源风险因素
• 2.3.2 储罐结构风险因素
• 2.3.3 储罐间火灾蔓延风险因素
• 2.4 热辐射引发多米诺效应典型事故分析
• 2.4.1 新加坡多储罐火灾事故
• 2.4.2 热辐射造成火灾蔓延机理分析
• 2.5 本章小结
• 3 大型原油储罐火灾环境模拟研究
• 3.1 大直径原油池火几何模型
• 3.2 大直径原油池火数学模型
• 3.2.1 火焰高度
• 3.2.2 火焰表面辐射热通量
• 3.2.3 火焰倾角
• 3.3 邻近储罐受辐射强度模拟方法
• 3.3.1 辐射模型介绍
• 3.3.2 模拟步骤
• 3.3.3 模拟输入
• 3.4 典型场景模拟及结论验证
• 3.4.1 火焰热释放速率
• 3.4.2 火焰羽流形态及温度
• 3.4.3 受辐射储罐表面辐射热通量
• 3.5 本章小结
• 4 火灾环境下大型原油储罐热响应过程研究
• 4.1 热响应物理模型
• 4.1.1 传热模式
• 4.1.2 储罐热响应机理
• 4.2 热响应数学模型
• 4.2.1 罐壁的外部边界条件
• 4.2.2 罐壁的温度场模型
• 4.2.3 罐壁内侧对流换热系数
• 4.2.4 罐内介质热响应方程
• 4.3 热响应过程数值模拟方法
• 4.3.1 几何建模
• 4.3.2 材料物性
• 4.3.3 施加载荷及边界条件
• 4.3.4 数值求解方程选择
• 4.4 典型场景模拟及失效时间判定
• 4.4.1 受辐射储罐温度场
• 4.4.2 储罐失效时间
• 4.4.3 结论对比验证
• 4.5 本章小结
• 5 储罐失效风险定量计算及可容许标准研究
• 5.1 储罐失效风险定义
• 5.2 储罐失效风险计算
• 5.2.1 储罐失效风险计算方法
• 5.2.2 火灾得到控制时间模型
• 5.2.3 储罐失效风险数学模型
• 5.3 风险可容许标准
• 5.3.1 可容许风险标准的确定原则
• 5.3.2 可容许准则确定方法及标准
• 5.4 本章小结
• 6 实例验证
• 6.1 验证方案及工作程序
• 6.2 实例概况
• 6.2.1 气象条件
• 6.2.2 储罐布局方案
• 6.3 储罐失效风险计算
• 6.3.1 潜在火灾场景基础频率
• 6.3.2 火灾场景下储罐失效概率
• 6.3.3 储罐失效风险
• 6.4 方案比较及建议措施
• 6.5 本章小结
• 7 结论
• 7.1 结论
• 7.2 主要创新点
• 7.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 在学期间发表 学术论文
• 在学期间参加科 项目