洪水冲击下化工园区储罐失效概率及风险研究

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1、洪水冲击下化工园区储罐失效概率及风险研究培养单位：安全与环境工程学院学科专业：安全科学与工程作者姓名：杜艳洋指导教师：陈文瑛二〇一八年六月StudyonFailureProbabilityandRiskofStorageTankinChemicalIndustryParkundertheImpactofFloodADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterofScienceCandidate：DuYanyangSupervisor：Prof.ChenWenyingSchoolofEconomicsCapitalUniversityofEcono

2、micsandBusiness,Beijing,China独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得首都经济贸易大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全同意首都经济贸易大学有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使

3、用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日摘要近年来发生了多起由洪水引发的化工事故，这些事故首先会造成生产设备和储运装置的破坏，其次会引发危险物质泄漏进而造成严重的灾难。化学工业在国民经济中占有十分重要的战略地位，在洪水灾害作用下，化工园区立式、卧式储罐发生事故将会严重影响整个化工生产过程，进而对国民经

4、济和人民生命财产造成严重影响。因此，研究洪水冲击下储罐的失效概率和风险问题对化工园区安全、国民经济和人民生命财产具有重要意义。第二章、第三章基于受力分析，建立了不同洪水冲击角度下立式、卧式储罐的力学失效模型。其中，立式储罐得到了基于罐壁弹性失稳倒塌的力学失效模型，卧式储罐得到了基于鞍座螺栓失效的力学失效模型。卧式储罐基于正向冲击模型建立了不同洪水冲击角度下卧式储罐鞍座螺栓受力分析模型，并定义了不同洪水冲击角度下的卧式储罐易损系数，然后将其他冲击角度下的易损系数与正向冲击易损系数作比较，得到了不同洪水冲击角度下冲击效果的衰减变化规律。研究结果表明：洪水以一定角度侧向冲击卧式储罐时，储罐

5、尺寸越大，洪水冲击作用力越接近正向角度冲击下的情形，储罐越容易失效；对同一型号储罐，装量水平越大，储罐受到的冲击作用力越小，储罐越安全。第四章、第五章分别基于应力-强度干涉理论、Copula函数理论同时对相同型号的立式、卧式储罐可靠性进行了分析，并将两种理论计算的结果作比较。研究表明：卧式储罐失效概率与储罐的尺寸有明显的正相关关系，即储罐尺寸越大，在相同的洪水冲击情景下卧式储罐越容易失效，立式储罐的规律正好相反。基于传统应力-强度干涉模型计算的立式、卧式储罐失效概率均要大于基于Copula函数计算的立式、卧式储罐失效概率。第六章基于第四章和第五章得到的立式、卧式储罐失效概率，对洪水灾

6、害作用下全国部分省份化工园区储罐风险进行分析排序，初步得到了部分省份的化工园区储罐风险分布图，为化工园区储罐防洪、抗洪提供科学依据，旨在提高化工园区灾害事件的风险防范决策能力。关键词：洪水；不同冲击角度；化工园区；储罐；可靠性；风险分析IAbstractInrecentyears,therehavebeenanumberofchemicalaccidentscausedbyfloods.Theseaccidentsfirstcausedthedestructionofproductionequipmentandstorageandtransportationequipment,and

7、secondlycausedtheleakageofdangeroussubstancesandcausedseriousdisasters.Thechemicalindustryoccupiesaveryimportantstrategicpositioninthenationaleconomy.Undertheinfluenceofflooddisasters,accidentsinverticalandhorizontalstoragetanksin