化工园区事故随机演化特性及整体安全性优化研究

化工园区已成为石油化学工业发展的新型模式。化工园区规模日益扩大，装置日益集中，重大危险源数量也越来越多，化工园区整体安全性受到越来越多的威胁，化工园区事故演化特性及整体安全性优化的研究势在必行。本课题研究基于事故因果连锁理论，确定化工园区事故致因的多种因素并构建灾害链，并运用贝叶斯网络方法进行化工园区事故发生概率的研究；探索化工园区典型事故能量载体对危险源装置的影响机理，揭示危险源装置的脆弱性，借鉴ARAMIS方法体系中对事故风险的核心定义，分析化工园区事故风险的随机演化特性；以园区风险分布和潜在经济效益为目标函数，构建化工园区整体安全性优化计算模型，并探索模型中非线性约束极值的求解问题；最后通过对基于GIS的化工园区整体安全性优化决策支持系统的开发，提升课题研究理论成果的可操作性。课题的相关研究成果能够为提升化工园区整体安全性开拓新的途径。

本项目提出了一种化工园区事故扩展特性及整体安全性优化的方法。建立了基于贝叶斯网络的化工园区事故发生概率预测方法，刻画了影响化工园区事故扩展的孕灾环境、致灾因子及承灾体三者之间的关系；项目通过对事故发生机理的系统分析确定了化工园区容易造成扩展的事故类型为火灾、爆炸事故，深入研究了化工园区火灾爆炸事故的能量释放、传播及作用的机理，为深入分析化工园区事故扩展风险奠定了基础；项目借鉴欧盟ARAMIS方法，对化工园区事故扩展风险进行了表征，该方法在传统风险定义的基础上，考虑了目标受体的脆弱度及安全屏障对事故风险的削减作用，进一步丰富了风险的内涵并避免了对实际事故风险的过高估计，使得化工园区事故风险的结果能够更清晰地反映事故在园区范围内的扩展特性；建立了化工园区整体安全性优化的方法，针对已运行的成熟园区，提出了基于事故扩展双向连通图的事故扩展效应离散化处理方法，基于对装置事故扩展能力的分析，找到事故扩展贡献度最大的节点，通过对该节点采取经济可行的技术防控措施，达到对园区事故扩展风险进行防控的目的；对新建或改建园区，建立了化工园区风险承载量计算方法，通过对园区已有危险物质类型及数量的分析，给出基于已有布局情况下的未来发展规划指导，进一步增强园区规划的科学性并合理控制风险；针对化工园区事故扩展特性及整体安全性优化的理论研究，开发了化工园区事故扩展风险防控的分析计算软件系统，提高了理论分析的效率和准确性，可进一步提升项目研究成果推广应用的可行性。