[发明专利]一种考虑多因素的炼油装置气体检测报警仪选址布置方法

摘要

本发明公开了一种考虑多因素的炼油装置气体检测报警仪选址布置方法，基于风险三元组理论和泄漏场景集实现炼油装置实时风险定量表征，并以此为布置决策风险量化指标。然后以布置决策风险最小化为优化目标，以检测报警仪数量为约束条件，以报警仪布置备选点的选择与否作为二元决策变量，定义优化模型目标函数以及约束函数，建立了考虑可靠性、表决逻辑的决策风险最小化的P‑中值模型。本发明有益效果如下：在进行方案优化时，充分考虑到检测报警仪的不可用以及失效情况，将检测报警仪成功检测概率纳入考虑范围之内，使得优化结果更加准确。

主权项

1.一种考虑多因素的炼油装置气体检测报警仪选址布置方法,其特征是，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)建立该炼油装置的最优精细三维CFD模型，依据相关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)利用所述三维CFD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，计算各监测点在各场景下的检测报警时间；(4)根据不同泄漏场景的泄漏气体化学性质的不同，分别确定泄漏气体在泄漏场景i下的实时后果严重程度；针对可燃气体，依据可燃浓度范围划定可燃气云范围，以可燃气云体积表征可燃气体泄漏场景i的实时后果严重程度Di(t)；针对有毒气体泄漏，结合毒物剂量‑反应模型采用式定义有毒气体泄漏场景i的实时后果严重程度Di(t)；针对有毒气体泄漏，Di(t)的计算方法：其中，为备选点j在泄漏t时刻的概率变量；t为暴露时间，min；ΔT为时间间隔，min；A，B为毒物的性质常数；n为浓度指数；C为备选点j在泄漏τ时刻的浓度；其中，为备选点j在泄漏t时刻的死亡概率；w是一个积分变量；其中，Di(t)为第i个场景在泄漏t时刻的后果严重程度；J为备选点总数；ΔS为网格点代表单位面积；(5)针对每个泄漏场景，根据报警仪达到报警阈值的时间先后顺序，最多在R个梯级上各分派一个报警仪检测泄漏气体；确定在koo(R+1)表决逻辑下的报警仪在r级成功检测的概率；其中，r为报警仪所处的级，r∈[0,R]；(6)对于某场景下始终未达到报警阈值或者各级报警仪均发生失效的情况，赋予一个惩罚值；确定考虑报警仪表决逻辑以及惩罚值的单个泄漏场景实时后果严重程度；(7)以布置决策风险最小为优化目标，以报警仪布置数量为约束条件，以报警仪布置备选点的选择与否作为二元决策变量，建立气体检测报警仪选址布置优化模型，具体为：s.t.其中，i为泄漏场景编号；I为泄漏场景总数；Pi为第i个场景的发生概率；j为报警仪布置备选点编号；Li为在场景i下达到报警阈值的布置备选点集合；ti,j为在场景i下第j个备选点达到报警阈值的时间；Di(ti,j)为ti,j时刻场景i的各级后果；xj为布置方案的二元决策向量，取1表示该备选点布置报警仪，取0则表示该备选点不布置报警仪；Yi,j,r表示备选点j在r级检测场景i时为1，否则为0；p为报警仪布置数量约束；对优化模型进行求解，在备选检测点中选出最优布置方案。