石化装置有害气体泄漏检测优化研究

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1、中图分类号：X937单位代码：10425学号：S12040638石化装置有害气体泄漏检测优化研究StudyonOptimizationofHazardousGasLeakageDetectionforPetrochemicalPlant学科专业：安全科学与工程研究方向：油气安全工程作者姓名：王磊指导教师：章博副教授徐长航副教授二〇一五年六月StudyonOptimizationofHazardousGasLeakageDetectionforPetrochemicalPlantAThesisSubmittedf

2、ortheDegreeofMasterCandidate：WangLeiSupervisor：AssociateProf.ZhangBoAssociateProf.XuChanghangCollegeofSafetyScience&EngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)￥士秦耳缺劲叨弓趿`Ⅱ驯单晚Yˇ重孳驸百逆耳弘明瞀YΨ哥母昔r聘坐哥者⊥下趿勘黎恤I形勤邈驸勘明g￥:腼凿驷髀丫中里￥碜僻U坐鲱嫌菩童举唧瞀率宙狃拊u烊洌×中口钐哪Ⅺ婴耻脞换聪艏‘。‘‘丫

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5、待解决的科学问题。当前我国有害气体泄漏检测优化研究尚为薄弱，亟需进行相关研究。本文结合山东省自然科学基金课题(ZR2012EEQ026)“高硫原油加工装置硫化氢泄漏检测优化研究”以及中央高校基本科研业务经费专项资金资助项目(13CX02079A)“化工装置气体检测报警仪布置优化方法研究”，系统开展石化装置有害气体泄漏检测优化研究，为提高石化装置安全生产保障能力和风险管理水提供理论支撑和技术保障。1.石化装置有害气体泄漏场景集构建以典型石化装置H2s泄漏为例，结合生产工艺辨识出所有包含H2s危险物料的工艺设备，利

6、用LEAK软件构建石化装置泄漏风险模型，分别计算出小、中、大和破裂泄漏孔径尺寸泄漏概率，为石化装置泄漏源集构建提供支持；以风场作为主要因素，对过去10年间的气象统计资料进行统计，得出基于风向风速联合概率分布的风场集。以泄漏源集和风场集为基础，构建石化装置有害气体泄漏场景集和场景概率集。2.石化装置有害气体泄漏区域风险等级划分以有害气体泄漏场景集为对象，借助CFD模拟和数据处理，进行有害气体泄漏区域风险等级划分。建立了石化装置有害气体泄漏精细CFD模型，对各泄漏场景进行泄漏模拟计算。以各场景气体泄漏扩散浓度场为指

7、标，预测有害气体泄漏后果，并基于场景概率和泄漏后果，得到表征各场景有害气体泄漏区域风险的区域风险矩阵。对各场景风险矩阵累加，据此划分了石化装置有害气体泄漏区域风险等级。3.基于区域危险等级的有害气体探测器布置优化以区域风险等级划分为基础，利用装置分区域探测器布置的方法开展探测器优化布置。依据设备布局特点将石化装置划分为12个探测区域，并通过借鉴LEC法，利用各区域风险等级系数与人员有害气体暴露频率赋分的方法，确定出各区域有害气体探测器数量；在各探测区域布置大量监测点作为备选点，以CFD模拟为基础，以各监测点不同

8、场景下有害气体浓度为指标，考虑不同场景发生概率，对各探测区域监测点探测效率I评估排序，选出最佳H2s探测器布置位置及数量作为最终布置方案。关键词：石化装置，泄漏场景集，区域风险划分，探测器布置优化，计算流体力学IIStudyonOptimizationofHazardousGasLeakageDetectionforPetrochemicalPlantWangLei(SafetySci