【正文】 ......... 35 管道穿孔的泄漏模型 .......................................... 35 管道斷裂的泄漏模型 .......................................... 37 管道滲漏的泄漏模型 .......................................... 38 燃氣泄漏后的擴散模型 ............................................. 38 燃氣泄漏的射流模型 .......................................... 38 燃氣泄漏的高斯煙羽模型 ...................................... 41 燃氣泄漏的重氣擴散模型 ...................................... 44 燃氣泄漏后的燃燒與爆炸傷害模型 ................................... 47 燃氣泄漏的噴火燃燒模型 ...................................... 48 燃氣泄漏的爆炸模型 .......................................... 49 實例分析 ......................................................... 49 本章小結(jié) ......................................................... 50 第 5 章 輸配管道風險評價指標及其權(quán)重確定 .............................. 51 管道失效 因 素的評價指標 及其等級劃分標準 ........................... 51 第三方破壞 .................................................. 51 腐蝕 ........................................................ 54 設(shè)計 ........................................................ 60 操作 ........................................................ 62 管道失效 后果的評價指標 及其等級劃分標準 ........................... 64 評價指標權(quán)重的確定 ............................................... 66 判斷矩陣廣義一致性變換的定義與性質(zhì) .......................... 67 與相關(guān)文獻中有關(guān)結(jié)論的對比分析及幾點思考 .................... 72 基于分辨率的權(quán)重公式 ........................................ 74 求解各評價指標的權(quán)重 ........................................ 74 本章小結(jié) ......................................................... 79 第 6 章 基于集對分析的風險綜合評價方法研究 ............................ 82 基于五元聯(lián)系數(shù)的風險綜合評價方法 .................................. 82 集對理論概述 ................................................ 82 風險的同異反評價模型 ........................................ 83 風險的趨勢分析 .............................................. 84 集對勢 ...................................................... 86 應(yīng)用舉例 .................................................... 86 勢級的風險矩陣表征方法 ...................................... 92 基于三元聯(lián)系數(shù)矩陣的風險綜合評價方法 .............................. 93 III 失效后果與失效可 能性的同異反評價模型 ........................ 93 基于聯(lián)系數(shù)的風險矩陣 ........................................ 94 聯(lián)系數(shù)的態(tài)勢排序 ............................................ 94 風險的趨勢分 析 .............................................. 94 應(yīng)用舉例 .................................................... 96 本章小結(jié) ......................................................... 98 第 7 章 城市燃氣輸配管道的風險管理 ................................... 100 城市燃氣輸配管道風險管理的概念及主要環(huán)節(jié) ........................ 100 風險評估 ................................................... 101 制定風險控制對策 ........................................... 102 實施控制對策 ............................................... 103 建立城市燃氣管道的地理信息系統(tǒng) .................................. 104 本章小結(jié) ........................................................ 105 第 8 章 結(jié)論與展望 ................................................. 105 本文的研究成果 .................................................. 105 不足與展望 ...................................................... 106 致 謝 ........................................................... 107 參考文獻 .......................................................... 108 附錄 1 ............................................................ 116 附錄 2 ............................................................ 117 附錄 3 ............................................................ 119 附錄 4 ............................................................ 123 攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及科研成果 ................................ 125 西南石油大學博士研究生學位論文 1 第 1 章 緒論 問題的提出 城市燃氣是一種清潔、優(yōu)質(zhì)、高效能源。 由于燃氣具有 易燃、 易爆且有一定毒性的特點，一旦發(fā)生事故將會造成人員傷亡、財產(chǎn)損失。該次事故造成地面交通局部中斷。 所幸消防、安監(jiān)、公安等職能部門很快趕到，經(jīng)過搶修 ，天然氣泄漏被成功止住，雖然造成地鐵停運，但沒有引起天然氣爆炸和人員傷亡。在第二版中，作者專門討論了基于輸配管道的風險評價的指數(shù)評分法 [6]。 在借鑒國外研究成果的基礎(chǔ)上，國內(nèi)對燃氣管道的風險評估方法進行了 一定 程度的探索，提出了一些實用的風險評價方法：何淑靜 [26， 27]針對燃氣輸配管道 ，建立了可靠性的故障樹 和失效模糊故障樹 并對其進行了分析 、 計算 和評價；楊林娟 [28]在研究配氣管網(wǎng)時，結(jié)合歷史 數(shù)據(jù)，與專家評價相結(jié)合，對天然氣管道進行了定量的評價；王濤 [29]針對城市燃氣管網(wǎng)的運行，利用模糊評價的方法 進行了研究 ；張鵬 [30]針對長輸管道探討了人的可靠性，這對城市燃氣輸配管道中人的可靠性研究無疑也會有重要的參考價值；廖柯熹 [31]針對引起天然氣管線發(fā)生失效的各個因素，建立了失效故障樹，分析了故障樹的各階最小割集，并提出了相應(yīng)的措施； 王凱 全 [32]根據(jù)我國城市燃氣管道的特點，對肯特法 進行了改進，得出了適 城市燃氣輸配管道風險評價方法及應(yīng)用研究 4 合于我國城市燃氣管道的風險評價法；胡毅亭等 [33]與 徐亞博等 [34]對 燃氣管道泄漏后的事故危害 進行了定量研究 ，分析了預(yù)混云團的爆炸危害，為安全決策提供 了 依據(jù) ；文獻 [35]在假設(shè)管道內(nèi)的天然氣服從理想氣體且一維穩(wěn)態(tài)流動的 基礎(chǔ)上，定量得出了燃氣泄漏 率的 模型；文獻 [36]研究了天然氣管道按小孔泄漏的模型并給出其 泄漏率的 計算公式。 定性的風險評價方法主要包括安全檢查表 、預(yù)先危險性分析 、 事件樹分析、 故障樹 分析 、 故障類型及影響分析 等 方法 。 MES 評價法是指將風險程度 R表示為： R=LS，其中 L表示事故發(fā)生的可能性； S 表西南石油大學博士研究生學位論文 5 示事故的后果。 （ 3） 定量的風險評價 方 法 [43] 定量 風險 評價法 （ PRA） 是 一種定量絕對事故 頻率的較為嚴密的統(tǒng)計與數(shù)學方法，該方法將導(dǎo)致事故發(fā)生的各種因素處理成隨機變量或者隨機過程，在對單個事件概率計算的基礎(chǔ)上，求出最終的事故發(fā)生概率，再通過結(jié)合事故后果的量化值，得出系統(tǒng)的風險值。 燃氣輸配管道的 風險評價具有高度的主觀性，表現(xiàn) 在風險評價時，由于問題研究的前提條件和假設(shè)條件的不同，對同一個問題，不同的 專家可能會得出不同的結(jié)論 ，甚至不同的專家會得出矛盾的結(jié)論，可以說，結(jié)論的正確程度取決于評價人員判斷的正確與否。一個系統(tǒng)諸因素可以用確定的量來描述則稱該系統(tǒng)為確定性系統(tǒng)；反之可以用不確定的量來描述的系統(tǒng)則稱為不確定性系統(tǒng)；部分可用確定，部分可用不確定的量來描述的系統(tǒng)則稱為確定不確定系統(tǒng)。 （ 1） 演繹法與歸納法 運用演繹法研究分析了城市燃氣輸配管道的失效因素，該方法從要分析的頂事件開 始，層層分析故障的發(fā)生原因，一直分析到基本 事件為止；運用歸納法研究了城市燃氣輸配管道的多因素風險評價，對所評價的管線，根據(jù)其特點劃分成幾段，分別評價，然后采用歸納的方法，最后匯總得出整條管道的風險水平。 研究的重點、難點與 創(chuàng)新點 研究 的 重點 （ 1）燃氣輸配管道失效因素的故障樹分析 建立燃氣輸配管道失效 因素的故障樹 模型，并利用該模型求解管道 的最小割集，尋找薄弱環(huán)節(jié)或最關(guān)鍵的基本事件 ，以便針對該 基本事件 ，最大可能的消除 城市燃氣輸配管道中存在的事故 隱患。如果把所有可能的影響因素都納入風險評價指標之中，固然可以提高風險評價的準確程度，但無疑將大大增加風險評價成本，因此篩選和界定風險的敏感因素是風 險評價中的重 要工作 [38]。 凝析氣田氣是指含有少量汽油、煤油等輕質(zhì)成分的天然氣。 油制氣是指石油以及其副產(chǎn)品為原料，通過高溫的作用而裂解制成的可燃性氣體。 城市天 然氣門站是輸配系統(tǒng)的氣源點，是長輸天然氣管線進入城市燃氣輸配管道 的配氣站， 主要任務(wù)是燃氣接 收、在站內(nèi)過濾、調(diào)壓、計量、加臭以及分配后、送入城市燃氣輸配管道 或者直接送入大宗用戶。 本文 研究 的 城市燃氣 輸配管道 特指從接收長輸管道輸送燃氣的城市門站開始，到用戶庭院結(jié)束的輸配管道 及其附屬設(shè)備 。 表 21 城市燃氣輸配管網(wǎng)設(shè)計壓力分級 名稱 壓力 （ Mpa） 低壓燃氣管道 p 中壓燃氣管道 B ≤ p≤ A p≤ 次高壓燃氣管道 B p≤ A p≤ 高壓燃氣管道 B p≤ A p≤ 城市燃氣 輸配 管道 風險的概念 （ 1）風險的概念 風險英文為 Risk，源于法文“ Risque”，其意思為 航行于危險懸崖間。也 可用 管道發(fā)生特定危害事件的概率 與事故造成損失的函數(shù)來表示 。 只有把以上的 4 個問題給與清晰地回答，才能夠給出有關(guān)管道風險的評價。 為了評價的客觀性與正確性， 需要對管道進行分段，但同時又要考慮到分段可能會造成評價精度的下降和成本的增大 [7]。城市燃氣輸配 管道 風險 評價的對象差別較大