化纤生产企业多米诺效应风险与消防应急能力评估方法研究

摘要

化纤制造业是纺织工业的重要支柱产业，生产过程中的物料多为易燃易爆危险化学品，生产工艺及装置的火灾危险性多为甲、乙类，加之企业内装置区和罐区布置集中且密集，一旦发生火灾、爆炸事故，极易引发装置及设备间的多米诺事故，造成重大的事故后果和恶劣的社会影响，并给企业的消防应急处置带来巨大挑战。因此，必须对化纤生产企业的多米诺效应风险进行分析，明确多米诺效应的传播机理，并针对其潜在的事故风险特点构建消防应急能力评估模式，以预防和控制多米诺事故的发生，提高企业抵御重大事故风险的能力。本文的主要研究内容如下: (1)化纤生产企业风险因素分析与事故扩展研究。从物料、生产工艺、生产装置三方面对化纤企业存在的火灾、爆炸危险进行分析，明确了诱发火灾和爆炸事故的主要风险因素;通过对危险物料泄漏场景演化过程的事件树分析，利用蝴蝶结结构图实现了对初始事故危险源及场景的有效辨识;结合多米诺事故数据统计分析，明确了化纤生产企业多米诺事故的作用机理、扩展因素和扩展模式。 (2)化纤生产企业多米诺事故发生概率计算方法研究。运用贝叶斯网络模型对多米诺效应进行分析，考虑了多米诺事故扩展因素的耦合协同效应，提出了基于初始事故发生概率、多米诺效应扩展概率和多米诺场景概率的多米诺事故发生概率的计算模型。 (3)化纤生产企业多米诺效应风险定量评估方法研究。针对化纤企业化工设备存在的固有风险和多米诺效应风险，提出了基于保护层分析法的事故风险评估方法;结合多米诺事故发生概率和人员脆弱性模型，建立了多米诺效应个人风险和社会风险的计算模型;在综合分析国内外可容许风险标准研究成果的基础上，提出了适用于我国化纤生产企业的可容许风险标准。 (4)化纤生产企业消防应急能力评估方法研究。针对化纤生产企业潜在的事故风险特点，给出了消防系统灭火需求量和灭火能力的计算方法;从消防系统完整性、可靠性和有效性三方面构建了消防系统应急能力评估指标体系，并确定了化纤生产企业消防应急能力的评估模式及等级划分标准。 (5)工程实例研究。以天津某化纤生产企业储罐区为例，对其多米诺效应风险及消防应急能力进行定量评估，验证了本文构建的评估方法的合理与可行性。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1研究背景

1．1．1化纤生产企业发展概况

1．1．2化纤生产企业火灾爆炸事故案例

1．1．3化纤生产企业火灾爆炸事故特点分析

1．2国内外研究现状

1．2．1传统风险分析与评估方法

1．2．2多米诺效应风险分析与评估方法

1．2．3化纤生产企业消防系统设计依据

1．2．4应急能力评估方法

1．2．5目前研究存在的问题

1．3研究目的和意义

1．4研究内容和技术路线

1．4．1研究内容

1．4．2技术路线

第二章化纤生产企业风险因素分析与事故扩展研究

2．1化纤生产企业风险因素分析

2．1．1化纤生产企业主要工艺流程

2．1．2化纤生产企业火灾、爆炸危险性分析

2．2化纤生产企业初始事故场景辨识与分析

2．2．1泄漏源辨识与致因因素分析

2．2．2泄漏场景演化过程分析

2．2．3初始事故场景蝴蝶结结构图

2．3化纤生产企业事故扩展研究

2．3．1多米诺事故统计分析

2．3．2多米诺事故扩展机理分析

2．3．3化纤生产企业多米诺事故扩展模式

2．4本章小结

第三章化纤生产企业多米诺事故发生概率计算方法研究

3．1初始事故发生概率的计算

3．1．1化工设备基础泄漏概率分析

3．1．2化工设备基础泄漏概率修正模型研究

3．1．3点火源点火概率的计算

3．1．4基于泄漏场景的初始事故发生概率计算

3．2多米诺效应扩展概率的计算

3．2．1火灾引发的多米诺效应扩展概率分析

3．2．2爆炸引发的多米诺效应扩展概率分析

3．3多米诺场景概率的计算

3．3．1传统多米诺场景概率计算方法

3．3．2多米诺事故扩展因素耦合协同效应分析

3．4化纤生产企业多米诺事故发生概率计算模型

3．5本章小结

第四章化纤生产企业多米诺效应风险定量评估方法研究

4．1化纤生产企业多米诺效应风险定量评估程序

4．2化纤生产企业事故后果分析模型

4．2．1事故后果分析程序

4．2．2事故后果类型及伤害形式

4．2．3事故后果分析模型

4．3化纤生产企业多米诺效应风险计算方法

4．3．1化工设备固有风险分析

4．3．2化工设备多米诺效应风险分析

4．3．3基于保护层分析法的化工设备残余风险分析

4．4化纤生产企业可容许风险计算模型

4．4．1考虑多米诺效应的个人风险计算

4．4．2考虑多米诺效应的社会风险计算

4．5化纤生产企业可容许风险标准

4．5．2个人风险可容许标准

4．5．3社会风险可容许标准

第五章化纤生产企业消防应急能力评估方法研究

5．1消防系统灭火需求量分析

5．1．1消防用水量

5．1．2泡沫灭火系统泡沫液用量

5．1．3干粉灭火剂用量

5．1．4其它灭火救援力量

5．2消防系统灭火能力计算

5．2．1消防用水储备能力的确定

5．2．2泡沫液储备能力的确定

5．2．3固定式消防系统灭火能力的确定

5．3化纤生产企业消防应急能力评估模型

5．3．1消防系统完整性评估

5．3．2消防系统可靠性评估

5．3．3消防系统有效性评估

5．4本章小结

第六章工程实例研究

6．1实例概况

6．2罐区危险源及初始事故场景辨识

6．3罐区初始事故风险分析

6．3．1泄漏失效场景分析

6．3．2初始事故发生概率分析

6．3．3初始事故后果分析

6．4罐区多米诺事故发生概率分析

6．4．1多米诺场景组合分析

6．4．2多米诺场景概率分析

6．5罐区多米诺效应风险分析

6．5．1罐区固有风险

6．5．2罐区多米诺效应风险

6．5．4基于保护层的罐区残余风险

6．5．3考虑多米诺效应的个人风险与社会风险

6．6 罐区消防系统应急能力评估

6．6．1罐区消防系统配置情况

6．6．2罐区消防系统的灭火需求量

6．6．3罐区消防系统的灭火能力

6．6．4罐区消防系统的综合应急能力

6．6．5控制措施建议

6．7本章小结

第七章结论与展望

7．1结论

7．2展望

参考文献

论文发表情况

致谢