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基于失效库的在役天然气长输管道定量风险评价技术研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 04:29:19
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基于失效库的在役天然气长输管道定量风险评价技术研究【摘要】:截至2010年底,天然气长输管道达4.5万公里。天然气长输管道的快速发展使得其安全可靠性问题日益突出,提高对事故的预测能

【摘要】:截至2010年底,天然气长输管道达4.5万公里。天然气长输管道的快速发展使得其安全可靠性问题日益突出,提高对事故的预测能力是实现安全高效输气的关键。天然气长输管道的定量风险评价技术研究就是为了提高对事故及隐患部位的预测能力,最大限度的减少事故发生所造成的经济损失、人员伤亡和对环境的破坏。因此在役天然气长输管道定量风险评价具有十分重要的意义。 本文根据我国天然气长输管道的特点,在前人的研究基础上,提出了一套系统的管道定量风险评价方法。本文主要形成了以下的研究成果: (1)系统分析了目前世界上主要油气管道运行国家的失效统计数据,研究了欧洲、美国和加拿大的管道失效统计规律,提出了管道运行的基础失效频率。 (2)提出了天然气长输管道的失效频率计算模型,可对内腐蚀、外腐蚀、制造与施工缺陷、第三方损坏等主要风险因素导致的管道失效频率进行计算。 (3)针对管道失效的常见形式,从流体力学理论出发,分析天然气失效后的泄漏扩散以及伤害模型,建立管道失效后果分析实用简化数学模型,得出管道失效的影响范围和伤害概率。 (4)研究了管道个人风险的计算模型,提出了个人风险的计算解析式,提出针对我国管道实际情况,切实可行的管道风险可接受水平。 (5)开发了长输油气管道定量风险分析的计算软件,并以我国某管道为例进行了工程评价应用。 (6)将本文提出的定量评价方法与目前最常用的肯特风险评价法进行对比分析,发现定量评价方法能较好的解决肯特风险评价法存在的三个问题。 本论文主要创新如下: (1)基于管道失效库,提出了基于平均失效频率修正的天然气管道失效频率计算模型与方法。 (2)综合管道失效频率与失效后果分析模型,形成了管道定点个人风险计算模型。 (3)提出了管道个人风险可接受标准,可用于最终判定管道风险是否可以接受。 【关键词】:天然气长输管道 定量风险评价 失效频率 失效后果
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TE973
【目录】:
  • 中文摘要5-6
  • Abstract6-11
  • 1 绪论11-27
  • 1.1 研究背景11-14
  • 1.2 研究意义14-15
  • 1.3 研究现状与存在问题15-25
  • 1.3.1 国外管道风险评价技术研究情况15-17
  • 1.3.2 国内管道风险评价技术研究情况17-19
  • 1.3.3 常用管道风险评价技术简介19-24
  • 1.3.4 存在问题24-25
  • 1.4 研究目标与研究内容25-27
  • 1.4.1 研究目标25-26
  • 1.4.2 研究内容26-27
  • 2 天然气管道失效统计及风险因素的确定27-47
  • 2.1 世界管道失效统计概览27-29
  • 2.2 管道失效统计分析29-42
  • 2.2.1 欧洲输气管道失效统计29-35
  • 2.2.2 美国输气管道失效统计35-37
  • 2.2.3 加拿大管道失效统计37-40
  • 2.2.4 专项统计分析40-41
  • 2.2.5 国内管道失效统计41-42
  • 2.3 管道风险因素确定42-46
  • 2.4 本章小结46-47
  • 3 天然气管道失效频率研究47-63
  • 3.1 评价单元划分47-48
  • 3.2 失效频率计算模型48-50
  • 3.3 外腐蚀模型50-52
  • 3.4 内腐蚀模型52-54
  • 3.5 应力开裂腐蚀模型54-55
  • 3.6 制造与施工缺陷55-57
  • 3.7 第三方损坏模型57-59
  • 3.8 自然与地质灾害模型59-61
  • 3.9 建议失效库数据项61
  • 3.10 本章小结61-63
  • 4 天然气管道失效后果计算63-83
  • 4.1 概述63-64
  • 4.2 稳态气体泄漏速率的计算方法研究64-71
  • 4.3 天然气管道泄漏后扩散规律71-72
  • 4.4 射流火焰后果72-82
  • 4.5 本章小结82-83
  • 5 天然气管道风险评价与风险可接受水平分析83-92
  • 5.1 管道风险水平计算83-84
  • 5.2 管道定点风险分析84-86
  • 5.3 管道风险可接受水平86-91
  • 5.3.1 国内外风险可接受水平86-89
  • 5.3.2 个人风险可接受水平89-91
  • 5.4 本章小结91-92
  • 6 天然气管道定量风险评价实例研究92-116
  • 6.1 天然气管道定量风险评价应用程序开发92-96
  • 6.1.1 数据管理92-93
  • 6.1.2 管道动态分段93-95
  • 6.1.3 失效频率计算95-96
  • 6.2 天然气管道定量风险评价实例应用96-106
  • 6.2.1 管道概述96-97
  • 6.2.2 管段划分97-98
  • 6.2.3 管道失效频率计算98-101
  • 6.2.4 管道失效后果计算101-104
  • 6.2.5 个人风险定点分析104-106
  • 6.3 天然气管道定量风险评价与肯特法对比研究106-115
  • 6.3.1 肯特法指标体系及计算模型106-111
  • 6.3.2 肯特法实例计算111-112
  • 6.3.3 计算结果对比分析112-115
  • 6.3.4 对比结论115
  • 6.4 本章小结115-116
  • 7 结论116-118
  • 致谢118-119
  • 参考文献119-123
  • 附录 A 软件核心代码123-164
  • 攻读博士期间以第一作者发表论文164
  • 攻读博士期间参与科研项目164


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