[发明专利]一种炼油装置气体检测报警仪优化布置方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种炼油装置气体检测报警仪优化布置方法。

背景技术

在石油化工领域，通常传统的气体检测报警仪布置是基于经验及相关技术标准(如SH3063-1999《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》、GB50493-2009《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》、SY6503-2000《可燃气体检测报警使用规范》及SY-6503-2008《石油天然气工程可燃气体检测报警系统安全技术规范》等)来确定的。而炼油装置可能发生的危险气体泄漏具有泄漏源、泄漏概率、泄漏流速、气象环境等诸多不确定因素，现有传统的危险气体泄漏检测报警仪布置方法检测效果欠佳。据英国HSE(UK Health and Safety Executive)的碳氢化物泄漏数据库，1992-1999年873起气体泄漏事故中仅有540起由气体探测系统成功检测，仅占总数的62％，其余泄漏则是由工作人员通过听觉和嗅觉发现。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种炼油装置气体检测报警仪优化布置方法，本方法综合考虑炼油装置可能发生的危险气体泄漏的诸多不确定因素，科学预测未来可能发生的所有重要泄漏场景；以在厂区未来可能发生的泄漏场景中综合检测报警时间为指标建立评价机制；通过建立数学模型并求解，在各报警仪布置组合方案中，求得最佳组合方案，即给出P个检测报警仪的具体布置位置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种炼油装置气体检测报警仪优化布置方法，包括以下步骤：

(1)以泄漏源工况、风场条件为随机性因素，定量构建炼油装置危险气体泄漏场景集，采用历史气象数据获得风场的风速风向联合分布概率，获取设备泄漏发生概率，从而获得泄漏场景发生的近似概率；

(2)建立炼油装置的最优精细三维计算流体力学数值模拟模型，依据气体检测报警仪高度和间距设置规定，在预设高度平铺设置监测点，作为泄漏检测报警仪的布置的备选点；

(3)利用三维计算流体力学数值模拟模型，对泄漏场景集各场景进行数值模拟，记录监测点气体扩散浓度，根据危险气体报警浓度阈值，计算各监测点在给场景下的检测报警时间；

(4)以检测器布置方案在各场景下的累积检测报警时间为装置累积风险值量化指标，以即检测器数目为约束条件，构建累积检测报警时间最小的优化模型；

(5)采用粒子群算法对优化模型进行求解，得出决策向量X_j的值，将值为1的X_j的脚标所对应备选点i布置检测器，其余备选点不布置检测器，即在备选监测布置方案中累积检测报警时间最小的布置方案，也就是最优布置方案。

所述步骤(1)中，每个泄漏场景包括泄漏源位置、泄漏源孔径、泄漏流速、风速、风向和该场景的发生频率。

所述步骤(4)中，以检测器布置方案在各场景下的累积检测报警时间为装置累积风险值量化指标，记作R，以检测器布置的检测器数目为约束条件，获得累积检测报警时间最小的最佳方案，数学模型如下：

minR=Σi=1ki·Ti,∀i∈I]]>