【技术实现步骤摘要】
一种基于风险的原油储库设计方法
本专利技术涉及原油储存
，具体而言，涉及一种基于风险的原油储库设计方法。
技术介绍
原油储库由于原油库存量大且原油具有可燃性并存爆炸风险，故原油储库一旦发生事故往往会造成严重的安全后果和重大的经济损失。以往原油储库设计方法基于标准规范和设计经验进行设计，原则上储库规模相同则设计上即没有区别，这种方法没有考虑不同储库失效后果及风险水平的不同，降低了原油储库的安全性，不利于减少事故风险，设计上存在安全隐患。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于风险的原油储库设计方法，在满足标准规范的前提下实现对不同风险水平原油储库的针对性安全设计，使事故风险降至可接受水平，保证原油储库的安全性。本专利技术提供了一种基于风险的原油储库设计方法，该方法包括：步骤1、确定原油储库的初步设计方案；步骤2、通过HAZOP分析，确定初步设计方案中原油储库潜在的危险场景；步骤3、对潜在的危险场景的失效概率、失效后果以及失效后果所导致的风险建模并
【技术保护点】
1.一种基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，包括：/n步骤1、确定原油储库的初步设计方案；/n步骤2、通过HAZOP分析，确定初步设计方案中原油储库潜在的危险场景；/n步骤3、对潜在的危险场景的失效概率、失效后果以及失效后果所导致的风险建模并进行定量计算；/n步骤4、将定量计算结果与风险可接受准则进行比较，若定量计算结果在可接受准则范围内则初步设计方案合理，若定量计算结果不在可接受准则范围内则进行步骤5；/n步骤5、对初步设计方案进行优化；/n步骤6、形成基于风险的原油储库设计方案。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，包括：
步骤1、确定原油储库的初步设计方案；
步骤2、通过HAZOP分析，确定初步设计方案中原油储库潜在的危险场景；
步骤3、对潜在的危险场景的失效概率、失效后果以及失效后果所导致的风险建模并进行定量计算；
步骤4、将定量计算结果与风险可接受准则进行比较，若定量计算结果在可接受准则范围内则初步设计方案合理，若定量计算结果不在可接受准则范围内则进行步骤5；
步骤5、对初步设计方案进行优化；
步骤6、形成基于风险的原油储库设计方案。
2.根据权利要求1所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，步骤3中所述危险场景的失效概率包括设备设施的失效概率以及设备设施失效后导致事故的点火概率。
3.根据权利要求2所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，所述设备设施的失效概率包括储库中储罐的泄漏频率、和储库中设备及管线的泄漏频率。
4.根据权利要求2所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，所述事故的点火概率包括立即点火概率和延迟点火概率。
5.根据权利要求3所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，所述储库中储罐泄漏频率的计算模型为：
F(t)＝FG×Df-total×FM
式中，F(t)为原油储罐的泄漏频率，FG为平均泄漏频率，Df-total为总损伤系数，FM为管理系统评价系数。
6.根据权利要求3所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，所述储库中设备及管线泄漏频率的计算模型为：
F(d)＝f(D)dm+Frupf(D)＝C(1+aDn)
式中，F(d)为每年泄漏孔径尺寸为d的泄漏频率，f(D)为随着D变化的泄漏孔径函数，D为设备直径，单位为mm，d为泄漏孔直径，单位为mm，m为斜率参数，Frup为附加的破裂频率，C,a,n均为设备类型常数。
7.根据权利要求4所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，所述立即点火概率的计算模型为：
Pimm,ign＝Pai+Psd＝[1-5000e-9.5(T/AIT)]+[0.0024×(145P)1/3/(MIE)2/3]
式中，Pimm,ign为立即点火概率，Pai为自燃特性，Psd为点火能特性，T为泄漏物质的温度，单位为℃，AIT为泄漏物质自燃点，单位为℃，P为泄漏物质的压力，单位为MPa，MIE为泄漏物质最小点火能，单位为mJ。
8.根据权利要求4所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，所述延迟点火概率的计算模型为：
式中，P(t)为在0～t时间间隔内的点火概率，Ppresent为蒸汽云经过点火源存在的概率，为点燃率，单位为s-1，t为时间，单位为s。
9.根据权利要求1所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，步骤3中所述危险场景的失效后果包括池火、喷射火以及蒸汽云爆炸。
10.根据权利要求9所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，所述池火的计算模型包括池火燃烧的储液池直径、池火燃烧的火焰高度、池火燃烧火焰表面热通量以及目标处接收到的热通量，其中：
池火燃烧的储液池直径的计算模型为：
式中，S为防火堤所围面积，单位为m2，D为储液池直径，单位为m；
池火燃烧的火焰高度的计算模型为：
式中，L为火焰高度，单位为m，D为储液池直径，单位为m，mf为燃烧速率，单位为[kg/(m2·s)]，ρ0为空气密度，单位为kg/m3，g为重力加速度，单位为m/s2；
池火燃烧火焰表面热通量的计算模型为：
式中，q0为火焰表面的热通量，单位为kw/m2，ΔHc为燃烧热，单位为kJ/kg，fh为热辐射系数，mf为燃烧速率，单位为[kg/(m2·s)]；
目标接收到的热通量的计算模型为：
q(r)＝q0(1-0.058lnr)v
式中，q(r)为目标接收到的热通量，单位为kw/m2，r为目标到泄漏中心的水平距离，单位为m，v为视角系数。
11.根据权利要求9所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，所述喷射火包括垂直方向喷射火和水平方向喷射火。
12.根据权利要求11所述的基于风险的原油储库设计方法，其特征在于，所述垂直方向喷射火的计算模型包括火焰长度和目标处收到热辐射通量，其中：
火焰长度的计算模型为：
式中，L1为垂直方向喷射火的火焰长度，单位为m，dj为喷管直径，单位为m，CT为燃料-空气计算化学反应中燃料的摩尔系数，Tf为燃烧火焰的绝热温度，单位为K，Tj为喷射流体的绝热温度，单位为K，αT为燃料-空气计算化学反应中产生每摩尔燃烧产物所需反应物的摩尔数，Ma为空气的摩尔质量，单位为g/mol，Mf为燃料的摩尔质量，单位为g/mol；
目标处收到热辐射通量的计算模型为：
式中,q(r)为距离r处目标接收的热通量,单位为kw/m2,τa为大气传输率,η为热辐射系数,为燃料的质量流速,单位为kg/s,ΔHc为燃烧热,单位为kJ/kg，Fp为视角因子。
13.根据权利要求11所述的基于风险的原油...
【专利技术属性】
技术研发人员：张文伟，徐庆磊，董平省，吴凤荣，耿晓梅，王彦，高晓劝，刘建锋，孙立刚，傅伟庆，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油管道局工程有限公司，中国石油天然气管道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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