【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃气管道，涉及一种燃气管道定量风险评价方法及系统。
技术介绍
1、
2、及时准确地掌握燃气管道的运行状态，对管道做出科学性的安全评价，降低管道失效风险，减少管道维修次数，有效防止相关安全事故发生，保障燃气管道安全运行显得尤为重要。城市燃气管道风险评价的目的在于识别管道危险因素，对整个管道系统的风险值进行评估排序，为制订风险减缓措施、保证管道安全运行提供技术支持。近年来层出不穷的燃气管道事故更加凸显了燃气管道风险评价的重要性。
3、现有燃气管道风险评价技术，主要是利用实际收集的燃气管道失效数据或国内外已有的燃气管道失效数据库，计算燃气管道失效频率，进一步采用管道失效频率表征燃气管道失效概率，并通过仿真或数值模拟的方法计算燃气管道的失效后果，从而量化燃气管道失效后造成的经济损失、人员伤亡损失和环境损失，最后基于风险定义，对燃气管道风险进行计算。
4、目前燃气管道风险评价中，对于失效概率的计算，主要是基于实际收集的燃气管道失效数据或国内外已有的燃气管道失效数据库所计算的管道失效频率，采用管道失效频率表征燃气管道失效概率，混淆了频率和概率的定义；燃气管道失效后果考虑不全面，忽略了燃气管道事故对燃气公司声誉损失的影响。
5、基于此，有必要且亟需开展城镇燃气管道定量风险评价方法研究，为城市燃气业务安全可靠发展提供技术支持。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供了一种燃气管道定量风险评价方法及系统，本专利技术由
2、为达到上述目的，本专利技术主要提供如下技术方案：
3、第一，本专利技术实施例提供了一种燃气管道定量风险评价方法，
4、所述方法包括以下步骤：
5、步骤1、基于修正因子的燃气管道失效频率计算
6、步骤2、基于随机过程的管道失效概率计算
7、步骤3、燃气管道失效后果
8、3.1)管道泄漏速率计算
9、不考虑阀门关闭的情况，管内燃气长时间持续稳定地向外泄漏，以此为基础所建立的气体泄漏速率计算模型为稳态泄漏源模型；
10、(1)小孔泄漏模型
11、假设管道内气体为理想气体，在管道内绝热流动，同时在泄漏点处为等熵流动过程，且气体泄漏速率恒定，则小孔泄漏计算模型如下式所示：
12、
13、式中，q为孔口处泄漏速率，kg/s；aor为泄漏孔面积，m2，p2为管道内泄漏孔附近某点处压力，pa，z为压缩因子，m为气体摩尔质量，kg/mol；r为气体常数 j/(mol·k)；t2为管内泄漏孔附近某点处温度，k为热容比；
14、(2)全管径断裂模型
15、该模型需要引入马赫数ma，并且满足下式；
16、管内气体质量流速关系式：
17、
18、1处和2处的关系：
19、
20、管内流动且仅与马赫数有关方程：
21、
22、或写为：
23、
24、认为“2”和“3”气体状态相同，采用牛顿迭代法求解t2，再求解气体质量流速 g，最后根据q＝gaor，求得泄漏速率；
25、式中，ff为摩阻系数；le为管道长度；d为管径；
26、(3)管-孔泄漏模型
27、泄漏孔径较小时，可采用“小孔泄漏模型”计算气体泄漏速率，发生全管径断裂时，可采用“全关管径断裂模型”计算气体泄漏速率；当泄漏孔径介于这两者之间，即大孔泄漏时，可采用“管-孔泄漏模型”进行计算；通过对国内外学者关于管一孔模型应用实例的研究发现，工程实际中出现管内气体亚临界流、孔口临界泄漏的情形最为普遍，且该情形下气体泄漏率的求解相对容易；因此，通常可以认为管线发生穿孔泄漏时，管内和孔口处气体的流动满足此种情形；
28、孔口气体为临界流时，气体泄漏率的计算可用下式表示：
29、
30、假定流过管道的所有气体也同样流过泄漏孔，则根据气体流动的连续性方程可知，管内任意界面的气体通量相等，可得下式：
31、
32、式中，a为管道截面积，m2，ρ和μ分别为气体密度和泄漏速率，并根据上式得到下式：
33、
34、由于管道内气体的流动状态取决于孔径与管径的比值，因此，在表征管内气体运动的方程中应包括失效参数dor(泄漏孔径，mm)，以便能反映出dor的大小对管内气体压力、温度以及密度变化的影响；
35、于是，可得管内亚临界流、孔口临界流情形下描述管内气体流动的方程：
36、
37、点“1”和点“2”各参数间关系如下式；
38、
39、点“2”和点“3”各参数间关系如下式；
40、
41、对于管内亚临界流，孔口临界流状态下气体泄漏速率的求解，可以求解得ma2，再计算ma1，然后求解点“2”的状态参数p2、t2及ρ2，最后计算孔口处气体泄漏率；
42、3.2)经济损失
43、燃气管道失效的经济损失由生产损失和财产损失两部分组成；
44、(1)生产损失
45、生产损失(production loss，pl)是指燃气管道在运营过程中发生故障而造成的各种损失，计算公式如下：
46、cj1＝lp+pmc+mlc
47、式中，cj1为财产损失，元；lp指燃气管道企业正常经营活动受到干扰而引起的利润减少(输送效应损失)，pmc为维修费用(直接维修费)，mlc为天然气损失费用(气体放空)；
48、对于不同的失效类型，小孔泄漏只考虑管道发生一次失效时的直接维修费用；大孔泄漏需要考虑直接维修费用、停输时造成的输送效应损失；破裂需要考虑直接维修费用、管道停输造成的输送效益损失和管道气体放空造成的损失；
49、(2)财产损失
50、在天然气管道事故中，火灾和爆炸可能破坏管道周边设备设施和建(构)筑物，造成财产损失；财产损失可通过计算损(毁)坏的设备设施和建(构)筑物损失来确定；本专利技术采用如下所示的财产损失计算公式：
51、
52、式中，cj2为财产损失，元；rc为财产损失半径，m，采用下式计算；ρequipment为财产密度，元/m2，指财产损失半径内的设备设施和建(构)筑物的单位面积价值；
53、财产损失半径如下式所示：
54、
55、式中，ki为常数，取9.6；wtnt为可燃气体的tnt当量，由下式计算可得：
56、
57、式中，wtnt为天然气的tnt当量，kg；α为天然气的蒸气云当量系数，统计平均值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃气管道定量风险评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2具体为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，3.3)安全与健康损失中：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，3.5)公司声誉损失的具体步骤如下：
6.一种燃气管道定量风险评价系统，其特征在于，包括：
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的燃气管道定量风险评价方法。
【技术特征摘要】
1.一种燃气管道定量风险评价方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2具体为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，3.3)安全与健康损失中：
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭杰，蔡庆文，陈辉，孙春良，魏开华，蒲明，朱锋，王晓峰，陈嘉琦，单蕾，郭海涛，艾勇，孙骥姝，丁鹏，韩坤，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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