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重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故分析模拟技术及其后续示范工程

2003-11-20   来源:本站原创    |   浏览:    评论: 0    收藏

成果名称

重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故分析模拟技术及其后续示范工程

申报单位

  

国家安全生产监督管理局安全科学技术研究中心

通讯地址

北京市朝阳区惠新西街17号

邮政编码

100029

联系人

高进东

电话(区号)

(010)64941265

电子信箱

Gaojd@chinasafety.ac.cn

传真(区号)

(010)64920125

成果完成单位

1. 国家安全生产监督管理局安全科学技术研究中心

2. 北京理工大学

3. 中国科技大学

4. 中国石油化工集团公司安全工程研究院

成果类别

√新技术      新工艺       新方法     新设计 

    新产品     新材料       新品种      

成果水平

    国际领先   √国际先进      国内领先    国内先进

成果来源

√国家计划     省部计划     其 他

成果评价方式

  √鉴 定      √验 收         专 利       其 他

(主要包括:立项背景、成果特点,创新性,成果水平,应用效果及推广前景等,2000字)

一、立项背景

该专题是国家“九五”科技攻关课题“重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故预防技术”的专题之一,编号96-918-01-01。

随着我国现代化建设的深入,由于缺乏与经济建设同步发展的科学的安全监测和预防、控制措施,导致工业事故,特别是重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故频频发生。火灾、爆炸和中毒事故的频率和后果均呈上升趋势,不仅给国家带来巨大经济损失,严重威胁了人民的生命安全,也影响了我国在国际舞台上的形象。尽管重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故给人类带来了惨重的教训,也引起了有关部门的重视,但由于对重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故的研究起步较晚,投入不足,缺乏有效控制事故的技术手段和管理方法,重大危险源分布、分类不清,重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故仍存在着随时发生的危险。因此,开展重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故分析模拟技术的研究,特别是通过研究重大工业事故发生的机制及其影响因素,火灾、爆炸与毒物共存,火灾与爆炸相互作用、火灾爆炸毒物泄漏后果经济分析评价以及典型类型事故后果仿真模拟等方面的关键问题,可以为事故预防与控制及事故原因调查提供理论指导,提高我国的安全管理水平,具有重大的现实意义和深远的历史意义。

由危险物质的泄漏引起火灾、爆炸和中毒等重大工业事故的分析模拟技术的研究对于事故预防是十分重要的。通过计算机模拟事故的发生过程和后果,找出事故发生机制,从而为安全管理、事故调查分析、工程设计、应急计划、厂房选址等提供依据。欧共体与美国等已开发了一系列商品化的重大事故分析模拟软件,用于事故调查分析或故事预防,并取得了良好的效果。

我国对重大事故分析模拟的系统研究起步较晚,对重大事故发生机制和影响因素缺乏深入研究。据统计,近年来重大事故结案率低于50%,其根本原因就是重大事故的调查分析工作十分复杂,缺乏科学的分析手段,因而使许多事故发生后需要很长时间分析、查找事故原因。因此,非常有必要研究开发适合我国国情的重大事故分析模拟软件系统,为事故调查分析和事故预防提供依据。

二、创新点

1)研究了液化石油气燃烧转爆轰的机理,建立了气动力与燃烧过程的正反馈耦合模型。

2)应用区域模拟和场模拟方法对油品火灾过程进行了动态、定量的模拟计算和分析,并开发了典型油品火灾过程模拟及事故后果分析的仿真软件。

3)针对液化石油气典型爆炸过程,在国内首次开发了动态模拟障碍物条件下爆炸场的压力和温度变化的典型爆炸过程模拟软件。

4)首次系统地提出了事故经济损失评价指标体系和计算方法,并在此基础上提出了《企业职工伤亡及工业事故经济损失统计标准》(草案)。

5)提出了《企业职工伤亡事故分类标准》(草案),并开发了“企业职工伤亡事故统计分析软件”,该软件在全国31个省市得到了应用。

6)提出了《重大工业事故风险分析(评价)通用程序标准》(草案)。

7)建立了典型重气扩散过程的模型,可模拟瞬时源、连续源、液池蒸发以及障碍物条件下的重气扩散过程。

8)在示范工程中,应用上述成果为汕头市黄厝围工业区安全规划和建设布局等重要决策提供了科学依据;为北京东方化工厂“6·27”特大火灾、爆炸事故原因分析和认定提供了重要的技术支持。

三、成果水平

本研究采用了在事故分析模拟领域的最前沿技术(数值模拟技术),研究了事故发生机制及影响因素,提出了重大事故特征模型和重大事故预防方法,研究了火灾、爆炸相互作用的机理,提出了多危险因素共存时的伤害准则,建立了事故经济损失评价指标体系及指标量化方法,提出了事故经济损失分析评估模型,对重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故提出了数值模拟模型并编制了计算软件,开发了重大事故风险分析软件集成系统,这些研究成果在国内处于领先水平,某些成果达到了国际同类先进水平。

四、应用效果及推广前景

本项目完成的事故案例数据库和事故统计分析软件在开发过程中结合了我国企业职工伤亡事故统计报告制度,已在全国31个省推广应用,极大地提高我国企业职工伤亡事故的统计分析水平,为政府监督监察机构的决策提供依据。

本项目提出的事故经济损失费用要素及其分类方法和计算方法,适合我国社会主义市场经济的情况,对实行工伤保险和尚未实行工伤保险的企业均适用。该方法经在企业试点应用(共调查试验了约200个案例),证明了其科学性和可行性。

本项目针对重大工业火灾、爆炸、毒物泄漏事故的特点,提出了模拟火灾、爆炸、毒物泄漏事故的数值模拟模型,并给出了完善的计算方法,编制了计算程序,建立了典型重大工业事故后果模拟仿真软件系统。该软件系统的成功开发,不仅可大大提高我国事故分析模拟水平,也可应用于企业的风险评价工作中,作为事故后果评价的计算分析系统,具有推广应用价值。在本项目的示范工程中,应用上述成果为汕头市黄厝围工业区安全规划和建设布局等重要决策提供了科学依据;为北京东方化工厂"6.27"特大火灾、爆炸事故原因分析和认定提供了重要的技术支持。

本项目开发的完整的重大工业事故风险分析软件包可应用于企业的风险评价及我国的重大危险源辨识评价工作中,具有广泛的推广应用前景,将产生极大的社会和经济效益。