化工园区供配电工程风险分析及事故救援研究.pdf

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1、化工园区供配电工程风险分析及事故救援研究段在鹏2015年6月中图分类号：X937UDC分类号：622化工园区供配电工程风险分析及事故救援研究作者姓名段在鹏学院名称机电学院指导教师钱新明教授答辩委员会主席钟茂华教授申请学位工学博士学科专业安全技术及工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月StudyofRiskAnalysisandAccidentRescueforthePowerSysteminChemicalIndustryParkCandidateName：ZaipengDuanSchoolorDepartment:S

2、choolofMchatronicalEngineeringFacultyMentor:Prof.XinmingQianChair,ThesisCommittee：Prof.MaohuaZhongDegreeApplied:DoctorofEngineeringMajor：SafetyTechnologyandEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工

3、作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学博士学位论文摘要化工园区供配电工程是园区公用工程的重要组成部分，承担着向园区企业输送电能的重要任务。本文围绕化工园区供配电工程，从风险的角度对其进行前期布局、中期评价以及后期事故救援研究。基于风险的化工园区供配电工程布局可得到“符合断电风险

4、要求且较为经济”的变配电站选址及供电线路敷设方案。首先对供电缆线故障率进行统计，之后应用时间序列模型等对季节性变化的故障率数据进行预测，在此基础上建立园区断电概率模型；之后综合断电损失模型建立园区“泛断电风险模型”；然后结合化工园区供电工程成本，建立基于风险的化工园区供电布局模型，并应用遗传算法对其求解；最后运用C#开发化工园区供电全局布局系统。局部布局方面，首先应用AUTODYN软件及FDS软件对危化品爆炸及火灾影响范围进行模拟，确定供配电设施防爆及防火安全距离；之后应用ArcGIS几何网络确定园区需重点防护的供配电部件及企业。化工

5、园区供配电工程安全评价依然以供电布局重点分析的变配电站、供电线路及园区企业作为研究对象，主要从指标体系建立和评价方法设计等2方面展开。建立指标体系方面，参照相关国标及行业标准，建立“化工园区缆线敷设”、“变配电设施布置”和“园区企业电气安全”等3项评价指标体系。评价方法设计方面，从客观评价角度，建立“基于蒙特卡洛的模糊综合客观评价模型”和“基于粗糙集及蒙特卡洛的突变级数客观评价模型”；从动态评价角度，建立“基于隶属度权重的动态评价模型”；从评价后续决策角度，建立“基于改善代价的后续决策模型”、“基于指标重要度的后续决策模型”和“基于指

6、标重要度及改善代价的后续决策模型”。针对化工园区电气火灾爆炸事故频发的特点，本文最后对园区事故应急救援进行分析，主要从常规事故救援和多米诺事故救援2方面展开。首先考虑园区企业电气安全、道路毗邻及火灾爆炸危险区域等3种因素，应用ArcGIS进行救援点选址，在此基础上，实时分析参与事故救援的救援点及救援路线；之后综合模糊C均值聚类，案例推理及灰色关联分析等理论建立救援物资需求预测模型；然后以“救援时间最早”、“救援点最少”、“连续救援”及“运力约束”作为约束条件，在常规事故救援基础上建立多米诺事故物资调运模型；之后应用K-means聚类及

7、模糊粗糙集确定多米诺事故救援最佳时机，最后分析断电预估时间和断电影响区域，确定断电多米诺事故救援时I北京理工大学博士学位论文机。本文研究对象是化工园区供配电工程，但文中一些研究方法可推广应用于其他系统对象，如供配电工程布局方法可以应用到化工园区公共管廊、供热工程布局规划当中，而文中一些评价及救援方法也适用于一般系统的评价及救援。关键词：风险布局；安全评价；应急救援；供配电工程；化工园区II北京理工大学博士学位论文AbstractPowersupplyanddistributionengineeringinachemicalindust

8、ryparkisanimportantpartamongcommunalengineeringfacilities,whichundertakestheimportanttaskofpowertransmissionto