[发明专利]一种基于危险度的天然气管道火灾事故危害分析方法

权利要求书

1.一种基于危险度的天然气管道火灾事故危害分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：收集历史事故状况、周边的资源和天气状况信息，确定管道泄漏导致事故发生的条件，运用Pyrosim软件建立事故场景的三维模型；

S2：使用FDS火灾模拟软件模拟天然气管道由于泄漏发生的喷射火和闪火事故形式，获取事故点周围各位置处在一定时间段内的热辐射通量分布数据；

S3：将获取的热辐射通量分布数据输入到Excel表格中，使用Crystal Ball对不同位置处的数据进行概率拟合分布得出该位置处热辐射通量的概率分布；

S4：将所得概率分布与彼得森提出的火灾热辐射概率方程结合，进行蒙特卡洛模拟，求出致死概率量的频率分布，进而求出该位置的危险度，以对该位置处的危险进行分析；

S5：根据所求危险度对不同位置处的危险性进行分析，即有效判断出灾情现状和火情蔓延趋势，有效准确地评估大范围区域的风险分布，满足安全区域的划分、制定人员疏散方案和救援方案的需要；

其中，所述步骤S4具体包括：

在一定时间内，物理伤害对人的影响用致死概率量表示：

Y＝K₁+K₂ln I_f (2)

式中：Y为易感人员受害的致死概率量；I_f为引起伤害因素的物理量；式中K₁，K₂是两个概率量系数；

计算热辐射伤害；当事故点周围人员皮肤裸露时，热辐射对人体造成的不同伤害程度对应着不同的K₁，K₂值，具体伤害概率方程如下：

致死概率量：Y＝-36.38+2.56ln(tq^4/3) (3)

式中：Y为致死概率量；t为人体暴露于热辐射的时间，单位为s，不超过20s；q为人体接收到的热辐射通量，单位为w/m²；

在衣服的保护作用下，人体实际接受的热辐射强度q_c有所减少，表示为：

q_c＝βq (4)

式中：q_c为人体实际接受到的热通量值，单位为w/m²；β为有衣服保护时人体的热接收率，取β＝0.4；

根据致死概率量Y与致死概率的换算关系，将步骤S3中所得概率分布与热辐射伤害概率方程结合，进行基于蒙特卡洛的模拟重复计算得到致死概率量的频率分布，确定模拟所得的各致死概率对应的反转累计概率；进而求出各位置处的危险度，用于描述不同位置区域致死概率的概率分布特征；

定义：危险度＝Max(致死概率×对应的反转累计概率)，危险度0～1；

反转累计概率为致死概率量在某个值以上出现的累计概率；

根据危险度的大小将受到事故影响的区域划分为极度危险、高度危险和轻度危险区；其中，评判标准为，危险度≥0.5时，该位置属于极度危险区；危险度＝0.5时，该位置距离火源中心的距离即为死亡半径；0.3≤危险度0.5时，该位置属于高度危险区，危险度＝0.3时，该位置距离火源中心的距离即为重伤半径；0＜危险度＜0.3时，该位置属于轻度危险区；危险度＝0时，该位置距离火源中心的距离即为安全半径。

2.根据权利要求1所述的基于危险度的天然气管道火灾事故危害分析方法，其特征在于：步骤S3中热辐射通量的拟合方法采用Crystal Ball软件中的最小二乘法拟合计算，具体包括：

对给定数据点集合{(X_i，Y_i)}(i＝0，1，2，…，m)，在取定的函数类中，求使误差的平方和E²最小，E²＝∑[p(X_i)-Y_i]²；从几何意义上讲，就是寻求与给定数据点集合{(X_i，Y_i)}(i＝0，1，2，…，m)的距离平方和为最小的曲线Y＝p(X)；函数p(X)称为拟合函数或最小二乘解，求拟合函数p(X)的方法称为曲线拟合的最小二乘法。