基于定量风险评价的长油气管道火灾风险研究

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1、基于定量风险评价的长油气管道火灾风险研究摘要随着城市建设的发展和行业的需要，越来越多的长距离油气管道在我国建成并投入使用。由于运输期间的内在和外在因素，会发生油气的泄漏。如果油气与空气混合后的浓度达到了燃烧或爆炸的极限，一旦周边存在点火源，就可能出现导致灾难或严重财产损失的火灾爆炸事故。因此，近些年油气管道风险分析与评估的相关研究是安全工程领域关注的焦点。所以冇必要进行火灾风险研究评估来保证长距离油气管道安全。木文屮，首先分析长距离油气管道的风险特征，然后基于定量风险分析进行长距离油气管道火灾风险

2、研究。以天然气管道为例，基于CASSTQRA软件绘制火灾影响区域(死广半径)和个人风险等值线。对于天然气管道，死亡半径是148.42米，3xIO"和1x10一6的个人风险等值线所涵盖的区域不是高密度的居民区、高密度或高敏感区域的公众聚集场所、重要耳标和特殊高密度场所。天然气管道的火灾风险是可以接受的。最后，本文提出了保证运输安全的响应预防控制措施。研究结果对于长距离油气管道的风险评估和安全管理具冇现实意义。关键词：火灾；长距离管道；个人风险；定量风险评价术语Do泄漏直径(m)Po泄漏气体密度(Kg

3、/m?)P环境气体密度(Kg/n?)C(x)气体浓度(Kg/n?)b2分布参数y所选点到泄漏轴的距离5)Qo泄漏气体速度(Kg/s)Cd泄漏系数Q点热源的辐射通量(W)n效率因素Hc气体燃烧热L火焰长度(m)1.介绍作为一种清洁、高效、高质量的已知能源，油气被广泛应用于化工行业、屯力、城市燃料，和其他工业和民用领域。随着城市建设和工业的发展，越来越多的油气通过管道运输，将来在屮国将会广泛使用。长距离管道已成为运输油气和其他化学物质最安全高效的方式之一。但是油气管道的泄漏也会在运输过程屮发生，由于天

4、然气管道可能会由于内部或外部因素发生破裂，如腐蚀、材料老化、质量缺陷等等。如果天然气与空气形成的混合气体的浓度达到燃烧或爆炸极限，就冇导致火灾爆炸事故的可能。根据对中国2000年以来大量油气管道事故的统计。一旦发生火灾爆炸事故，人们的生活、周边设施和建筑将会受到严重影响。比如在我国，2002年1刀1日，一地下天然气管道发生破裂，混合气体发生爆炸。在事故的影响下，大庆市至少六人死亡；两人重伤、两人轻伤。2004年4月20口，淮南市的事故中，另一天然气管道在维修期间爆炸，两人死亡、一人重伤、六人轻伤。

5、此外，在众所周知的2013年11月22日青岛输油管道爆炸事故屮有62人死亡、136人受伤。因此，天然气管道运输的风险研究对于保护人身安全和财产安全具有重耍的现实意义。因此，研究长距离油气管道的风险以避免生命和财产的损失是很有意义的。油气管道的风险分析和评估的相关研究是安全工程领域近几年关注的焦点。提出了一些用来模拟油气泄漏扩散和评估天然气管道风险的模型，比如QRA模型、UDM模型、BM模型和FEM3模型，还有一些应用于不同情况下的模型，比如化工设备、工艺管道等。还有一些用来分析天然气发生泄漏后扩散

6、的软件，比如PIIASTo但对于油气管道的风险管理，火灾事故的个人风险是很重要的。所以本文首先基于油气管道风险分析建立火灾数学模型和油气喷射火模型；油气管道火灾事故的后果评估基于定量风险评佔展开，应用CSAATQRA软件重新绘制影响区域和个人风险。此外，在文章的后面提出了一些建议。其结果对于油气管道的风险评估和安全管理很冇帮助。2.长距离油气管道风险分析2.1影响区域分析氏距离管道事故的影响区域是确定长距离油气管道风险的重要因素。通常，受影响区域可分为死广半径和损伤半径。影响半径为油气管道泄漏事故

7、的临界距离，不期望发生死亡、环境污染或财产损失等。因此长距离管道的影响区域是一个距周边指定的距离。由于长输油管道事故可能在管道的任一•位置发生，可以将其看作一系列危险源。当管道事故的所有危险点都是同一场景时，影响区域的管道两侧都可以被认为是一个以事故点为圆心的圆，影响半径R是沿着管道移动的圆的半径，可以大致认为是沿着管道或圆形区的矩形区域。因此越靠近管道，事故影响的风险越高。油气管道的事故后果如图1所示。pipeline图1长距离油气管道事故影响区域图2.2个人风险个体风险是衡量潜在生命损失和定量

8、风险评估的关键量化指标。所谓的个人风险是指某一固定位置各种潜在的火灾、爆炸、毒性气体泄漏事故导致的个体死亡概率，即个体死亡率。通常以风险等值线的形式给出，通过与可接受风险标准的比较可以衡量个人风险的大小。在周边人员、设施和环境中我国将长距离油气管道的个人风险标准定义为其他重大危险源。在高密度住宅区（居民区、宾馆、度假区等）和公共聚集场所（办公室、商场、饭店、娱乐场所）可接受个人风险不能超过1x10-6/年。在高敏感区（学校、医院、幼儿园、护理场所）、重要场所（聚会、政府组织、军事管