[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

说明书

本发明公开了一种基于危险度的天然气管道火灾事故危害分析方法，首先使用FDS火灾模拟软件模拟天然气管道由于泄漏发生的喷射火、闪火等事故，获取事故点周围的热辐射通量分布数据；其次，根据分布数据使用Crystal Ball风险分析软件对不同位置处的数据进行拟合得出该位置处热辐射通量的概率分布；然后，将所得概率分布与火灾热辐射概率方程结合，进行基于蒙特卡洛的模拟求出致死概率量的分布情况；最后，根据随机抽样计算所得致死概率量的反转累计概率求出对应位置的危险度，定量分析各区域的危险性。实现对天然气管道发生火灾事故进行更加精确的风险分析，并据此对管理人员提出建议、改进防护措施。

技术领域

本发明涉及一种基于危险度的天然气管道火灾事故危害分析方法，尤其涉及一种基于FDS数值模拟和蒙特卡洛计算危险度的天然气管道火灾事故危害分析方法。

背景技术

石油天然气的管道运输是我国5大运输产业之一，对我国国民经济的发展起着至关重要的作用。目前，我国已有六成以上的管道服役年龄在25年以上，大量的管线已进入事故多发期，天然气管道泄漏导致的突发事故会对周遭人员造成极大的伤害，从而导致了一系列的经济和社会问题。

尽管对于天然气管道泄漏事故后果的计算模型已经非常普遍，但其准确度受模型假设的接近度和流体扩散条件的影响，相比之下数值模拟分析更具优势。

鉴于此，该方法以FDS模拟为前提确定事故发生后事故点周围温度的分布规律，进而采用蒙特卡洛模拟方法结合伤害概率函数，通过大量随机抽取多组状态值、重复计算得到致死概率预测值的频率分布，以此对事故点一定距离范围内的风险进行评估。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：本发明为避免上述方式的不足之处，提高效率，提供了一种基于FDS数值模拟和蒙特卡洛计算危险度的天然气管道火灾事故危害分析方法。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种基于危险度的天然气管道火灾事故危害分析方法，包括以下步骤：

S1：建立管道事故模型。

收集历史事故状况、周边的资源，天气状况等信息、确定管道泄漏导致事故发生的条件、运用相关软件(如Pyrosim软件)建立事故场景的三维模型；

S2：获取事故点热辐射通量数据。

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、闪火等事故形式，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：得出管道泄漏点事故处热辐射通量的概率分布。

将获取的热辐射通量分布数据输入到Excel表格中，使用Crystal Ball(水晶球软件)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。为保证拟合运算的计算速度和效率，采用Crystal Ball软件中的最小二乘法拟合计算作为热辐射通量的拟合方法。

Crystal Ball是一款用于随机模拟仿真和不确定风险分析的软件工具，能够方便的分析数据、预测结果以及支持您的决策。它是一个安装在Excel上的插件，使用起来就像使用Excel表格那样轻松。

为保证数据的质量，剔除火焰未稳定时的数据，保留稳态火焰时收集到的热辐射通量分布数据输入到Excel表格中，使用Crystal Ball(水晶球软件)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。为保证拟合运算的计算速度和效率，采用Crystal Ball软件中的最小二乘法拟合计算作为热辐射通量的拟合方法。