危化品储罐区多灾种耦合效应风险分析论文_聂金明

【摘要】基于对危化品储罐区会发生多米诺效应，以多米诺效应为基础进行研究，基于多米诺效应对危化品储罐区的存储的影响，并基于物理学理论提出了多灾种耦合效应模型，通过无量钢化处理得到综合灾害扩展网络图，分析在发生多个存储灾难的情况下，得到当D1，D2发生灾害时，D4，D5灾害扩展概率最大。当灾难D1，D8发生时，发生灾难D4的可能性最大，建立多灾种耦合效应模型。这些发现是重要的指南，可用于预测和评估危化品储罐区多灾种耦合效应的后果，并减轻多米诺效应的影响，并增强危化品储罐区安全基础。

【关键词】危化品；储罐区；多灾种耦合效应；风险分析

危化品储罐区是化学工业中的一个高危险区域，具有许多危险源，容易受到诸如泄露扩散，着火和储罐爆炸等事故造成的多米诺效应的影响。 Korniotis等使用MHIDAS数据库进行了历史事件统计分析，多米诺效应占所有事件的38.6％，其中大多数是由火灾引发的。 1984年墨西哥发生的多米诺效应事故造成了极大的破坏，国外非常关注多米诺效应的研究。目前，国内对单事故破坏作用正在从定性研究转向定量分析。Kozani一直在进行一些有关事故影响数据的研究。但是，由于各种灾害的发生和扩展，国内外对于多灾种耦合效应的研究和评价相对较少。但是，随着危险化学品的使用增加，许多灾难协同发生其影响远远大于单灾情况时发生的事故后果。

1多米诺效应分析

1.1多米诺效应的衍生原理

如果一个或多个储罐发生池火，喷射火，火球，VCE，BLEVE和其他事故，则储罐产生的热辐射，冲击波和碎屑会影响相邻储罐。如果超过阈值，会引发另一起事故，这导致了事故的更严重后果，这就是多米诺效应，在典型情况下，构建事故树、事件树，以实现有效性的多米诺效应的发生原理图。

1.2单灾种多米诺效应场景

单灾种多米诺效应场景是指火灾，爆炸，地震，海啸或洪水等单一灾难并造成破坏的场景。其中，通过目标罐的热辐射或通过壁面温度上升而起作用，罐体内部物质通过热量和压力而膨胀，这导致结构故障而产生二次故障，事故或爆炸。同样，在地震，海啸，洪水等单一灾种下产生的能量也会作用在目标罐体，从而导致目标罐体造成损坏，从而发生事故。

1.3多灾种多米诺效应场景

通过物理学中的触发理论来研究多灾种耦合效应情景。通过触发器的输入和输出结果来表明多灾种耦合致多米诺效应的结果。耦合触发器检验多灾种耦合后的输出结果，当多灾种产生的风险因素通过相关的振荡器时，产生的新耦合脉冲会失去周围储罐的总体平衡，从而导致事故增加和造成更大的伤害，这就是多米诺效应。但是，由于储罐自身结构，安全设备和储罐之间的距离，多灾种耦合效应具有自适应，自调节等特点，可以减少发生多灾种的风险。 通过融合和因素整合，每个风险因素都减弱或是缓冲，不能达到耦合阈值，从而最大程度地降低了负面影响，使其达到低耦合状态。如果多灾种风险因子受到干扰，则超过由于危险因素的聚集出现储罐的阈值失效，这时，风险因素的影响变得更强，因此二次事故的风险也随之增加。此时，它处于强耦合状态。

2多灾种耦合效应分析

2.1单灾种作用模型

当前，我国对多米诺效应的影响的定量评估基于目标设备损失的概率，并且使用计算场景下多米诺效应发生概率。在这一点上，研究人员能够从归因于单灾种的领域影响研究中获得很多结果。 Koza等通过实验表明，容器的失效时间“ttf”在建立脆弱模型中起着重要作用。如果罐体和目标容器在接受不同热量的情况下，可以很容易发生失效状态，并最终计算由于热辐射导致的目标容器或罐体失效的计算模型。 Saruchano等将《紫皮书》（TNO）定义的损失强度与Schneider提出的“极限阶段”的概念进行融合，最后得出轻微损失，整体破坏，中间状态3中破坏结果，用超压峰值作为破坏参数来表达效应计算模型。爆炸期间期间的碎片数量，抛射角度，几何形状等很难确定，因此碎片的抛射路径是随机的，无法确定是否在碎片最大投射距离区域内，引发多米诺的情况更加复杂。

2.2多灾种耦合效应作用模型与分析

耦合不同的主体有不同的体现形式，在物理学中，耦合是指电路的许多元素都涉及相互作用和输入与输出之间相互作用的现象。系统的动态耦合意味着存在全局关系。不同系统之间的不同作用在风险管理中对风险耦合的定义是风险因素之间的影响程度，火灾产生的热量，爆炸或地震产生的冲击波，洪水，台风和海啸会影响目标储罐，并形成一些物理耦合效应，从而影响目标储罐故障。

2.3多灾种耦合效应演化分析

化工园区的储罐集中在一个复杂的区域内，因此，发生耦合效应时，火灾或爆炸灾难之类的灾难将蔓延到储罐的存放位置，同时还会发生频繁的地震，雷击和洪水，产生多种耦合效应。同时，人，化工园区布局环境对耦合的影响不容忽视。建立多灾种耦合效应，以广泛研究多灾种耦合效应，分析多灾种产生的风险因素影响的影响。如图1所示。

图1多灾种耦合效应关联示意

3结语

现实世界中发生多米诺效应事故的情况要复杂得多。通常，在第一次事故之后，多物理场因素共同耦合作用导致目标设备失效，因此，通过研究多米诺事故之间的不同物理场之间的耦合效应，可以更准确地计算事故的升级概率并有效地控制事故的传播。

【参考文献】

[1]陈福真,张明广,王妍,宋健,郑峰.油气储罐区多米诺事故耦合效应风险分析[J].中国安全科学学报,2017,27(10):111-116.

[2]于清华．多米诺效应阈值研究进展［J］．中国安全生产科学技术，2017，7(10):212-215．

作者简介：聂金明，男，1976年2月出生，高级工，从事油气田开发技术工作。

论文作者:聂金明

论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/3

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