天然气处理平台爆炸后果定量风险分析研究

【摘要】：随着世界经济的快速发展，人们对生活要求、生活品质的表示出更高的要求，随之而来的是对石油、天然气等能源的需求越来越大。目前，海洋的油气资源的勘探、开发已经引起世界各国的高度重视，加速开发海洋石油资源已经成为各国能源战略的至关重要的部分。海上石油平台作为海上油气生产的重要设施，生产中略有不慎就会发生重大的事故，会造成大量人员伤亡、财产损失、海洋环境污染、生态环境损害。 以南海某气田平台为例，天然气和、水是生产工艺流程中的主要流动介质，油气泄漏危险可能发生在平台处理工艺设备设施、天然气输送覆盖的任何区域内，可能发生泄漏的危险物质主要有天然气和柴油（柴油发电机）。 本文首先通过对平台结构、产物和工艺流程的分析，对平台进行危险性辨识。由于海上平台自身特殊受限空间的特性，泄漏危险可能发生在平台天然气输送、处理工艺设备设施覆盖的任何区域内；进而通过PHAST软件模拟出平台的泄漏气体危险区域，考察了大气稳定度、风速、泄漏时间和泄漏孔径大小对泄漏危险区域大小的影响，结果得到，风速的越大气体的扩散越强；大气越稳定；孔径越大；泄漏时间越长，扩散面积越大，也更加危险。再通过AUTOREAGAS模拟其蒸汽云爆炸的超压和高温热辐射，通过比对超压和热辐射对人和建筑伤害的数值，直观的分析模拟得到泄漏范围和伤害半径，在观察点6、8、9三点，人员当场死亡，建筑物全部损坏；在2、3、4、5、10、11、12这些点，人员重伤，建筑物大部分损坏；在1、13、14、15这四个点，人员中伤；且由于受限空间爆炸的地面效应，导致爆炸超压的明显加强，距离点燃点相同距离的1点,超压和温度均大于15点，即平台内延的观测点的伤害比平台外延观测点的伤害要高很多。进而提出预防建议和改进措施，预防海上平台火灾爆炸事故的发生。 【关键词】：海上平台 火灾爆炸 PHAST AUTOREAGAS
【学位授予单位】：中国石油大学（华东）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TE95
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-29
• 1.1 风险评估研究背景9-13
• 1.1.1 国际事故案例9-12
• 1.1.2 国内事故案例12-13
• 1.2 风险评估13-16
• 1.2.1 风险定义13
• 1.2.2 风险评估的分类13-14
• 1.2.3 风险评估的步骤和方法14-16
• 1.3 狭小空间的爆炸16-23
• 1.3.1 狭小空间16
• 1.3.2 爆炸类型与特征16-17
• 1.3.3 蒸汽云爆炸17-20
• 1.3.4 爆炸对人和建筑物造成的伤害20-23
• 1.4 研究意义23
• 1.5 软件介绍23-29
• 1.5.1 AutoReaGas 简介23-27
• 1.5.2 Phast 软件介绍27-29
• 第二章 平台爆炸危险因素辨识29-32
• 2.1 平台结构和工艺流程29-30
• 2.1.1 平台布置及结构29
• 2.1.2 工艺流程简介29-30
• 2.2 天然气危害性30-31
• 2.2.1 天然气危险因素的辨识30-31
• 2.3 泄漏、爆炸等危险性辨析31-32
• 第三章 PHAST 软件对孔洞泄漏危险扩散面积的分析32-39
• 3.1 PHAST 初始参数的确定32-35
• 3.1.1 天然气物性参数32
• 3.1.2 风速和大气稳定度32-34
• 3.1.3 孔径大小34-35
• 3.2 参数输入35
• 3.3 结果与分析35-38
• 3.3.1 风速大小对扩散面积的影响35-36
• 3.3.2 大气稳定度对扩散面积的影响36
• 3.3.3 孔径对扩散面积的影响36-37
• 3.3.4 泄漏时间对扩散面积的影响37-38
• 3.4 结论38-39
• 第四章 AUTOREAGAS 软件对蒸汽云爆炸的分析39-60
• 4.1 模型建立39-42
• 4.1.1 平台三维模型的建立39-40
• 4.1.2 可燃气体泄漏建模40
• 4.1.3 海水模拟40-41
• 4.1.4 网格划分和测量点的选择41-42
• 4.2 结果与分析42-58
• 4.2.1 测量各点点的温度42-47
• 4.2.2 测量点最高温度之间关系47-48
• 4.2.3 观测点各点的超压48-53
• 4.2.4 测量点最高超压之间关系53-54
• 4.2.5 平台温度截面图54-56
• 4.2.6 平台超压三维图56-58
• 4.3 结论58-60
• 结论60-61
• 参考文献61-63
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果63-64
• 致谢64

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