化工企业消防安全论文提纲

论文题目：石油化工装置火灾性能化评估技术研究

摘要：性能化是一种较先进的消防理念,将性能化应用于石油化工装置的火灾评估,对增强石油化工生产的火灾预防能力,适应石化新兴技术和设备有积极意义。目前国内建立的火灾性能化评估体系主要适用于建筑,并没有形成适合石油化工装置的火灾性能化评估技术体系。本文参考建筑行业性能化设计与评估流程,并结合石油化工装置火灾特点,旨在形成针对石油化工装置火灾的安全评估技术体系。论文的主要研究工作如下:首先分析了石油化工装置的火灾特点。本文结合石油化工装置特点、石油化工装置火灾危险源类型、石油化工装置火灾事故统计和石油化工装置火灾爆炸事故案例分析的结果,归纳了石油化工装置火灾特点;其次,提出了进行石油化工装置性能化评估的程序。参照适用于建筑的消防性能化标准,明确了标准对建筑进行性能化防火设计和评估的流程,结合石油化工装置火灾特点,构建出了石油化工装置火灾性能化评估技术体系。然后,论文结合事故后果评估方法和QRA定量风险评估技术,建立了适用于石油化工装置性能化评估的技术流程。基于使用性能化评估判据和评估方法的不同,建立了两种性能化评估方法:对于基于事故后果判据的性能化评估,讨论了事故判据的设立,分析了进行后果评估的方法优劣性,选择了基于后果模拟软件的事故后果评估方法,并对火灾事故后果模拟软件FDS和SAFETI的特点进行了分析和比较,给出了软件在不同石化装置的适用性;对于基于概率性判据的风险评估技术,制定出了适用于我国石油化工装置的个人和社会风险可接受标准,提出基于经验性方法的设备失效概率和点火概率取值方法,多危险源条件下石化装置区域风险叠加方法。最后对石油化工装置火灾性能化评估技术进行了实例上的应用研究:（1）使用结合QRA风险评估的性能化评估技术,对某石化企业制氢装置进行了火灾性能化评估。应用SAFETI软件对制氢装置中低温变换工艺单元火灾场景进行了事故后果和事故风险的模拟计算,基于事故后果判据的评估结果认为,在该工艺单元可能导致的热辐射和超压伤害引起相邻反应器严重破坏的最远距离为46.81m,大于反应器间距,需要对事故后果进行控制;通过综合事故后果和事故发生概率的风险评估,认为装置工艺单元风险水平在可接受范围。通过两种基于不同判据的评估方法在制氢装置的性能化评估结果比较,说明在能够对火灾爆炸事故发生概率进行有效计算时,基于风险判据的石油化工装置火灾性能化评估技术相较于仅基于事故后果判据的性能化评估更能准确地评价装置安全性能。（2）对室内石化中央控制装置使用了基于FDS模拟的性能化评估方法来评估其火灾后人员疏散安全性。通过模拟烟气扩散和动态升温过程分析装置的烟气扩散和升温规律,对比分析不同疏散路线上温度、烟气层高度和能见度的数据变化规律,评估选择不同疏散路线人员是否安全疏散。评估结果表明:在无火灾报警设备的情况下,装置内有隔断的设施会延迟人员获得火灾信息的时间,需要安装火灾报警装置;同等高度下靠墙区域受高温烟气影响较中央开阔区域更大,疏散时选择合理的疏散路线可以将安全疏散时间。通过火灾性能化评估技术在石化装置上的实际应用,验证了本文建立的火灾性能化评估方法能对石油化工装置提供准确安全评估,提出针对安全目标的改进措施,为保障石化装置安全运行提供理论支撑。

关键词：石油化工装置;火灾性能化评估;火灾数值模拟;事故后果评估;事故风险评估

学科专业：化学工程与技术

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 现行处方式火灾评估方法存在的问题

1.1.2 火灾性能化评估技术的概念

1.2 火灾性能化评估技术研究现状

1.2.1 火灾性能化评估体系的建立

1.2.2 火灾性能化评估技术在建筑防火领域的应用现状

1.2.3 性能化评估技术在石油化工装置中的应用现状

1.3 现有研究的不足

1.4 研究内容与思路

1.4.1 研究内容

1.4.2 研究思路

第2章 石油化工装置火灾特点分析

2.1 石油化工装置特点

2.2 石油化工装置火灾危险源类型

2.2.1 物料危险性

2.2.2 石化工艺过程危险性

2.2.3 设备危险性

2.3 石油化工装置火灾爆炸事故统计

2.4 石油化工火灾爆炸事故原因分析

2.5 石油化工装置火灾特点

2.6 本章小结

第3章 石化装置火灾性能化后果评估技术

3.1 消防性能化设计和评估流程

3.2 石化装置事故后果评估技术

3.2.1 石化火灾基于事故后果的安全目标、功能要求和性能判据

3.2.2 基于事故后果的性能化指标

3.3 石化生产装置事故后果模型

3.3.1 泄漏模型

3.3.2 火灾事故类型的事件树分析

3.3.3 火灾事故后果模拟方法

3.3.4 火灾事故后果模拟软件的选择

3.4 基于火灾后果的性能化评估技术流程

3.5 本章小结

第4章 石化装置火灾性能化风险评估技术

4.1 火灾风险评估方法

4.2 结合QRA方法的石化装置火灾性能化评估流程

4.3 基于风险水平的性能化判据标准

4.3.1 个人可接受风险标准

4.3.2 社会可接受风险标准

4.4 石化装置性能化评估中的风险计算方法

4.4.1 设备失效概率计算方法

4.4.2 点火概率取值方法

4.4.3 单危险源在多火灾场景下风险计算方法

4.4.4 多危险源条件下石化装置区域风险叠加方法

4.5 本章小结

第5章 火灾性能化评估技术在干气制氢装置上的应用

5.1 确定评估目标并搜集相关资料

5.1.1 装置概况与工艺流程

5.1.2 制氢装置平面布置

5.1.3 当地天气情况

5.1.4 装置设备统计

5.1.5 人员配置

5.2 分析安全目标、功能要求和性能判据

5.3 制氢装置火灾危险识别

5.3.1 制氢装置物料火灾危险性识别

5.3.2 制氢装置制氢工艺工程中火灾危险性

5.4 火灾事故场景的设计与选择

5.5 中低温变换单元火灾事故后果评估

5.5.1 中低温变换工艺单元火灾爆炸事故后果模拟

5.5.2 基于火灾爆炸事故后果判据的性能化评估结果

5.6 中低温变换单元火灾事故发生概率计算

5.6.1 设备失效概率

5.6.2 点火概率

5.7 基于SAFETI软件的中低温变换工艺单元风险评估

5.7.1 天气条件概率的设置

5.7.2 个人风险评估结果

5.7.3 社会风险评估结果

5.8 基于事故后果判据与基于风险判据的性能化评估结果对比

5.9 本章小结

第6章 基于FDS后果模拟的石化中央控制装置火灾疏散性能化评估

6.1 确定评估对象安全目标与性能化判据

6.1.1 中央控制装置概况

6.1.2 消防安全目标、功能要求和性能判据

6.2 控制中心火灾模型构建

6.2.1 控制室单元格划分

6.2.2 火灾场景设置

6.3 模拟结果与分析

6.3.1 烟气扩散模拟

6.3.2 动态升温过程模拟

6.3.3 烟气层高度变化模拟

6.3.4 环境能见度变化模拟

6.4 人员火灾疏散能力性能化评估结果与改进措施

6.5 本章小结

第7章 结论及展望

7.1 结论

7.2 展望

致谢

参考文献