典型化工过程灾害性事故的模拟分析系统-天然气工业.PDF

维普资讯 第24卷第5期 天 然 气 工 业 典型化工过程灾害性事故的模拟分析系统* 王志荣 蒋军成 王三明 (南京工业大学安全工程研究所) 王志荣等．典型化工过程灾害性事故的模拟分析系统．天然气工业，2004；24(5)：123～126 摘 要 火灾、爆炸和有毒有害物质泄漏是化学工业和石油化学工业生产中的重大灾害性事故。化工生产和 储运过程涉及到大量易燃易爆、有毒有害物质，一旦物质或能量的正常运行状态遭到破坏，发生火灾、爆炸或泄漏， 便会导致灾难性的后果。因此，加强化工过程灾害性事故的预防与控制对于安全生产具有重要的意义。事故后果 模拟分析是进行灾害防治的基础，模拟分析的结果能够给化工企业防灾救灾和安全设计提供重要参考。为此围绕 典型化工过程，建立了化工过程灾害模拟分析的事故模型和数学模型，在此基础上，结合面向对象技术、数据库技 术和人工智能技术研究开发了典型化工过程灾害性事故模拟分析系统。该模拟分析系统能够动态模拟危险介质 泄漏扩散、火灾、爆炸灾害过程，并根据灾害类型和危险介质的特性分析模拟计算结果，划定灾害事故影响区域，还 可 以根据灾害模拟分析模型精确计算各种参数，如危险介质泄漏扩散后随时间在空间的浓度分布、热辐射通量及 爆炸冲击波在空间的分布等。 主题词 化学工业 石油化学工业 火灾 爆炸 泄漏 事故 化工过程灾害 模拟 分析 系统 灾害事故模拟分析是通过采用合理的数学模型 火灾和池火灾，爆炸事故主要有VCE、BLEVE、凝聚 对所确定的危险单元或系统进行事故过程模拟，对 相爆炸和压力容器爆炸4种工业爆炸事故模式。 事故所造成的危害影响则选用相应的伤害模型进行 2．数学模型 危害评价，并以动画、图形、图表、文字、声音等途径 化工过程灾害模拟分析数学模型是根据事故模 对事故的影响区域、人员伤亡、财产损失情况进行描 型和事故假设建立起来的。这些模型包括：池火灾 述。q 。 模型、喷射火灾模型、蒸气云爆炸模型、沸腾液体扩 展蒸气爆炸模型、凝聚相爆炸模型、泄漏速度模型和 灾害性事故模拟分析模型 重气扩散模型 ¨等。这些模型参考 了国内外 灾害性事故模拟分析模型是该项研究的核心和 有关标准规范，并为大量模拟试验数据所验证 。 基础，是通过对国内外大量事故案例的统计分析和 3．事故模拟 归纳总结。 形成事故模型，并在此基础上建立模 事故模拟是在事故模型分析的基础上选择数学 拟分析的数学模型 q 。 模型，并根据事故现场的情况 (包括气象条件、装置 1．事故模型 设备的尺寸大小、储存条件等)和有关危险物质的物 化工过程灾害性事故的主要形态是泄漏、火灾 性参数，利用计算机模拟并输出模拟结果的过程。 和爆炸三大类。事故模型能对事故形态、发展趋势 事故状态下危险介质的状态 (泄漏扩散速率、浓 和可能后果进行描述。 度随时间在空间的分布、液池液体蒸发速率、扩散影 事故形态决定了导致事故发生可能的原因和可 响区域等)、各种伤害半径 (轻伤半径、重伤半径、死 能导致 的事 故后 果。文 献 [9]论 述 了 VCE 和 亡半径和财产损失半径)、人员伤亡 (轻伤、重伤、死 BLEVE事故的机理、破坏形式以及后果模拟分析。 亡人数)、财产损失 (财产损失半径、直接财产损失、 该软件系统中泄漏事故的基本形态考虑了气体泄 间接财产损失、总财产损失)、热辐射通量空间分布、 漏、液体泄漏和气液两相流泄漏，火灾事故包括喷射 爆炸超压空间分布等 目标值构成了灾害模拟分析指 *本成果受到国家 自然科学基金项 目(No和江苏省青年科学基金项 目(BQ98O29)资助。 作者简介：王志荣，1977年生，博 士研究生 ；主要从事化工过程及装置爆炸灾害模