[發(fā)明專利]基于成本和收益的氣體探測器選址計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810348057.9
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108564284B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 章博;慕超;王志剛;劉悅;董立超;周燦璨;成琳琳
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.基于成本和收益的氣體探測器選址計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立三維CFD模型，在所述三維CFD模型的設定高度設置監(jiān)測層，在所述監(jiān)測層劃分平面網(wǎng)格，將平面網(wǎng)格節(jié)點設置為監(jiān)測點，該監(jiān)測點即為探測器的選址備選點；

步驟2，構建危險氣體泄漏場景集，計算每一泄漏場景的發(fā)生概率，記錄每一危險氣體泄漏場景在所述監(jiān)測點的“監(jiān)測時間-泄漏濃度”數(shù)據(jù)序列；

步驟3，根據(jù)所述數(shù)據(jù)序列計算出任一監(jiān)測點j的實際危險氣體濃度值；

步驟4，依據(jù)危險氣體性質(zhì)的不同，將任一監(jiān)測點j的實際危險氣體濃度值轉化為危險因素劑量，計算危險因素作用在任一監(jiān)測點j處的人員死亡概率值，利用所述人員死亡概率值計算任一監(jiān)測點j的人員死亡概率；

步驟5，根據(jù)所述人員死亡概率值計算危險因素作用于每一泄漏場景i時的累積個人風險值和任一探測器選址方案下的風險收益值；

步驟6，估算任一探測器選址方案下的成本投入值，并利用所述風險收益值計算成本收益比；

步驟7，以累計個人風險值最小和成本收益比最小為優(yōu)化目標建立探測器選址計算模型；

步驟8，對所述氣體探測器選址計算模型進行求解，優(yōu)選出最佳探測器選址方案；

其中，步驟5中在探測器選址方案作用下的風險收益值采用如下公式計算：

其中，Benifits—風險收益值，F(xiàn)_max—在探測器選址方案的作用下仍潛在的事故風險值的最大值，即—在p個探測器選址方案下的累積個人風險值；

步驟6中任一探測器選址方案在探測器生命周期內(nèi)的成本投入值采用如下公式計算：

Costs＝p·(c₁+c₂+n·r)+n·t

其中，Costs—成本投入值，p—選址方案中探測器的數(shù)量，n—探測器的壽命周期，c₁,c₂—分別為探測器的購置和安裝單價，n·t—探測器生命周期內(nèi)定期培訓產(chǎn)生的費用,r—探測器維修和標定校準的費用；

進一步的，布置p個探測器選址方案的成本收益比采用如下公式計算：

其中，—成本收益比；

步驟7中探測器選址計算模型如下：

2.如權利要求1所述的基于成本和收益的氣體探測器選址計算方法，其特征在于，步驟1中所述三維CFD模型是利用CFD前處理軟件建立的三維網(wǎng)格模型，三維CFD模型的建立以目標優(yōu)化區(qū)域內(nèi)的石油煉化裝置所在的位置和該裝置的幾何參數(shù)為依據(jù)，所述監(jiān)測層的設定以危險氣體的特性為依據(jù)。

3.如權利要求1所述的基于成本和收益的氣體探測器選址計算方法，其特征在于，步驟2中所述數(shù)據(jù)序列通過采用CFD求解器對所述三維CFD模型進行數(shù)值模擬得出。

4.如權利要求1所述的基于成本和收益的氣體探測器選址計算方法，其特征在于，步驟2中所述危險氣體 泄漏場景集包括泄漏源集的位置參數(shù)、孔徑參數(shù)和風場集的風向、風速參數(shù)任意組合出得的多個泄漏場景的集合。

5.如權利要求1所述的基于成本和收益的氣體探測器選址計算方法，其特征在于，步驟3中所述實際危險氣體濃度值的計算過程如下：根據(jù)可燃氣體和有毒氣體檢測規(guī)范，設定符合現(xiàn)場需求的危險氣體報警濃度閾值，當某一監(jiān)測點到達報警濃度時，根據(jù)“監(jiān)測時間-泄漏濃度”數(shù)據(jù)序列計算該報警濃度所對應的監(jiān)測時間點所有監(jiān)測點處危險氣體濃度的累加值，所述危險氣體濃度的累加值即為實際危險氣體濃度值。

6.如權利要求1所述的基于成本和收益的氣體探測器選址計算方法，其特征在于，步驟4中針對有毒氣體泄漏，危險因素劑量為任一監(jiān)測點j的毒物濃度劑量。

7.如權利要求1所述的基于成本和收益的氣體探測器選址計算方法，其特征在于，步驟4中針對可燃氣體泄漏，危險因素劑量為需要將任一監(jiān)測點j的可燃物發(fā)生火災事故的熱輻射量。