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FPSO气体泄漏和火灾爆炸风险评估研究
| 论文题名： | FPSO气体泄漏和火灾爆炸风险评估研究 |
| 关键词： | FPSO气体泄漏;火灾爆炸;风险评估 |
| 摘要： | 随着海洋油气资源开采逐渐走向深海，复杂恶劣的作业条件对海上平台提出了更高的要求。FPSO（浮式生产储卸装置）是一种多功能的海上浮式油气生产装置，集生产、储油和卸油于一体。FPSO上部模块复杂的结构和布置密集的设备，易出现油气泄漏爆炸事故，进而对人员、设备结构和环境带来重大损害。本文针对FPSO上部模块在开敞环境下，天然气的泄漏爆炸灾害进行风险评估研究，对实际工程具有一定的指导意义。构建了FPSO实船模型，形成了一套完整的从天然气泄漏到点火爆炸再到结构响应，并结合改进的FMEA进行风险评估的方法。主要内容如下： 一、对于FPSO平台设备失效引发火灾爆炸的风险进行评估。基于模糊熵权法和多准则决策方法对传统FMEA进行改进，该方法将模糊Shannon熵与优化的模糊多属性理想真实比较分析方法（FMAIRCA）相结合。利用模糊Shannon熵计算风险因素之间的模糊相对重要度，进而在FMAIRCA方法中利用相对重要度，根据故障风险等级进行排序。对FPSO火灾爆炸进行风险评估验证评估方法的可行性，结果表明该方法考虑全面，具有实际的工程指导意义。 二、对FPSO上部模块天然气泄漏扩散过程进行研究。研究气体的扩散机理和扩散模型；利用CFD软件FLACS对FPSO实船进行上部模块详细建模，对天然气的泄露扩散过程进行模拟，总结泄露扩散过程的规律，提出确定危险区域的方法；利用FLACS中等效气体云的概念，对风速、风向、泄漏因素、温度等参数进行敏感性分析。 三、对FPSO上部模块天然气云爆炸过程进行研究。研究可燃气体爆炸的过程和原理，利用FLACS软件对MERGE试验进行模拟，将模拟的结果与试验结果进行对比，验证了FLACS软件用于爆炸模拟的结果有实际的工程参考价值；模拟FPSO上部模块天然气云的爆炸过程，总结天然气爆炸规律和超压曲线的变化过程；针对结构孔隙率、等效气云体积、点火源出现位置三个方面对爆炸超压影响进行参数敏感性分析。 四、对爆炸超压对甲板结构的损伤进行研究。对爆炸超压曲线进行理想化拟合，利用ABAQUS软件对甲板进行建模，研究爆炸产生的超压作用在甲板上对其产生的结构损伤，分析FPSO上部模块工艺甲板结构的动态响应过程。 |
| 作者： | 刘少卿 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 徐立新;曾恒一 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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