[发明专利]一种石油化工码头储罐区液态化学品重大危险源动态分级的方法

摘要

本发明公开一种石油化工码头储罐区液态化学品重大危险源动态分级的方法，包括以下步骤：建立石油化工码头储罐区危险化学品重大危险源事故后果模型并计算重大危险源伤害指标；将重大危险源伤害指标作为重大危险源分级的初始数据并进行标准化计算；对危险化学品重大危险源进行初始分级；运用聚类分析的原理在初始分级的基础上不断调整各危险源的等级,直至分级合理后输出分级结果。本发明效果是准确的反应了多种危险源在储量变化时的相对危险性关系，有效解决了一直以来重大危险源分级标准单一化、固定化，分级结果主观性强、过于笼统的现状，保证了重大危险源等级的实时变化性，可以对应石油化工码头生产企业现有的控制措施和安全技术手段来设定保护等级。

主权项

1.一种石油化工码头储罐区液态化学品重大危险源动态分级的方法，该方法是在LabVIEW虚拟仪器平台进行的，包括有以下步骤： （1）建立危险化学品重大危险源事故后果模型并计算重大危险源伤害指标 根据石油化工码头储罐区危险化学品重大危险源可能导致的事故后果建立重大危险源伤害后果模型，设定事故形态为化学品泄漏,事故后果将根据点燃情况分为池火灾、蒸气云爆炸和高斯扩散： 池火灾伤害模型根据Pietersen提出的热辐射伤害方程式： Y_r1=-36.38+2.56ln(tq^4/3) Y_r2=-43.14+3.0188ln(tq^4/3) Y_r3=-39.83+3.0186ln(tq^4/3) 式中，Y_r1、Y_r2、Y_r3分别为火焰热辐射作用下人员死亡、重伤、轻伤概率函数值，q为人员所接收到的热辐射通量，t为人员暴露于热辐射的时间； 最终池火灾伤害模型求得热辐射死亡概率（%）、热辐射重伤概率（%）、热辐射轻伤概率（%）三个伤害指标； 蒸气云爆炸模型根据Baker和汤明钧所提出的方法计算出冲击波正相最大超压值： ln(△P_s/P_a)=-0.9126-1.5058(lnZ)+0.1675(lnZ)²-0.0320(lnZ)³式中ΔPs为冲击波正相最大超压，Z为无量纲距离，Pa为环境压力； 采用TNT当量法可计算出冲击波死亡、冲击波重伤半径和冲击波轻伤半径： 式中，W_TNT为蒸气云的TNT当量，R_0.5为冲击波死亡区半径，P₀为环境压力； 最终通过蒸气云爆炸波模型得到冲击波正相最大超压（MPa）、冲击波死亡半径Rd_0.5（m）、冲击波重伤半径Rd_0.05（m）、冲击波轻伤半径Rd_0.01（m），4个伤害指标； 根据高斯扩散模型根据以下公式计算毒害距离和面积： 式中c_i为t时刻在空间点（x，y，z）上得污染物浓度，为风速；最终根据高斯扩散模型，运用LabVIEW软件可以生成t时刻（x，y，z）的坐标图，并计算面积和距离，即得到立即威胁生命和健康距离（m）、短时间接触容许距离（m）、立即威胁生命和健康面积（m²）、短时间接触容许面积（m²），四个伤害指标； 通过以上的计算公式，共测算出11种反映重大危险源伤害特性的指标，石油化工码头储罐区的液体化学品危险源均可求出以上共计11种伤害指标，作为重大危险源分级的初始数据； （2）将重大危险源初始数据进行标准化计算 由于以上11种重大危险源伤害指标为平行指标，要求能够相互之间进行运算，因此需要对指标进行标准化转换，采用z-core标准化法转化成无量纲的标准化数据，得到重大危险源的标准化数据，用于对危险源进行分级计算； （3）对危险化学品重大危险源进行初始分级 将通过步骤（2）得到的重大危险源标准化数据带入，重大危险源初始分级计算公式： 式中：k—表示所需要划分的级别 s（i）—表示重大危险源标准化数据之和； AMAX—表示s（i）最大值； AMIN—表示s（i）最小值； IFLX—表示括号内的数取整数； Nc(i)—表示重大危险源样本所属的级别号； 得出重大危险源样本的初始级别，由于重大危险源伤害指标反映的是重大危险源的伤害特性数值，因此样本危险性随自然数序列增加而降低，整理出属于同一级别的重大危险源，计算所包含重大危险源的11个指标的均值，由于所有重大危险源被分为k级，便得到k个级别的初始重心,即危险源化学品重大危险源的分级标准； （4）运用聚类分析的原理在步骤（3）初始分级的基础上，调整危险源的等级,直至所有k级别重心不再发生变化后输出分级结果 计算每个重大危险源到由步骤（2）求出的k个级别的初始重心的欧式距离: 式中D_ij为欧氏距离,i和j为样本编号,p表示指标数量； 根据聚类分析原理的最近距离的原则，将每个重大危险源样本分别划入与之最近的一个类别中，并重新计算该类别所有指标的均值,得到第一次聚类后各类别的重心,运用迭代法的原理，进行N次聚类,反复调整每个样本的所在类别，并计算每次聚类后得到的重心同时检查每次聚类所求得的重心,如果出现第N次聚类的重心与第(N-1)次聚类的重心完全相同的情况，说明重心不再发生变化,各样本保持稳定,输出最终分级结果。