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基于贝叶斯网络的化工区域关键设施分析

潘芷晴

基于贝叶斯网络的化工区域关键设施分析

潘芷晴1
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作者信息

  • 1. 广东工业大学
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摘要

在化工区域的日常生产中,由于其厂区设置和布局复杂,储存、运输和加工易燃、易爆、高危险性的化学品,很容易发生使事故总体后果更为严重得火灾、爆炸事故、有毒气体泄漏等次生衍生事故。其中,火灾和爆炸事故是化工事故频率最高的类型,成因复杂且容易造成巨大的危害,一旦各单元之间发生火灾、爆炸等灾害事故相互作用,进而引发多米诺事故,就会对邻近设施造成巨大的损失和破坏。在多米诺效应的作用下,物理效应传播最终导致区域内的其他单元发生事故,总体后果大于初始事件的后果。因此,对化工区域储罐区的事故多米诺效应分析非常重要。 为有效地减少影响事故造成的损害和预防控制事故的多米诺效应,我们必须准确地辨识对事故扩展起关键作用的装置,以针对性地采用安全防护措施。本文以化工企业储罐区火灾事故为研究背景,在总结和分析国内外火灾爆炸事故多米诺效应研究现状的基础上,以化工区域储罐区的多米诺事故为例,选择贝叶斯网络建模方法研究化工设施事故传播机理和识别关键设施,主要完成了以下几个方面的工作: (1)采用道化学火灾、爆炸危险指数评价法和probit模型评估化工设施的固有风险和多米诺效应风险,评估设施及所含物料的潜在火灾、爆炸事故危险性,并计算总固有危险值并用于指导下一步贝叶斯网络建模过程。 (2)利用ALOHA软件进行多米诺效应事故后果评估,计算事故是各储罐间热辐射作用强度大小并与扩展阈值进行比较,从而确定可能发生的多米诺事故场景,这为贝叶斯网络的建模提供了参考数值。 (3)运用GeNIe软件建立静态贝叶斯网络和动态贝叶斯网络模型。在分析案例的先验概率和后验概率的基础上,依次确立不同的证据分析,进一步确定多米诺事故传播过程中的关键初始事故储罐。针对失效时间划分不同时间区间,分析各储罐随时间发生事故的概率变化趋势,以剖析多米诺事故传播机理。 (4)阐述关键储罐在有针对性的安全防护措施下的事故传播概率变化,在此基础上通过实例验证验证控制措施的有效性,对比防护前后的事故发生概率,阐明防护关键储罐的效果。 本文在对案例进行研究的基础上,使用贝叶斯网络对化工区域关键设施进行评价,相较于传统的定量风险评价方法,本研究更加清晰地描述了不同初始事故储罐在完整事故多米诺效应传播中所扮演的角色,同时辨识和防控关键储罐对事故多米诺效应的预防和控制作用,为化工企业制定风险防控措施提供了更加科学的理论依据。

关键词

化工厂/储罐区/火灾事故/多米诺效应/贝叶斯网络

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授予学位

硕士

学科专业

工业工程与管理

导师

周剑峰

学位年度

2023

学位授予单位

广东工业大学

语种

中文

中图分类号

TQ
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