[發明專利]罐區應急處置全要素仿真系統及其建模方法

在審

• 申請號: 202010561410.9
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN113821991A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 李磊;袁紀武;紀建鋒;張衛華;夏濤;王正;李智臨;矯恒超
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院;北京化工大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F16/29;G06Q10/06;G06Q50/04;G06Q50/26
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明涉及安全工程技術與信息技術領域，提供了一種罐區應急處置全要素仿真系統及其建模方法。所述系統包括：風險儲罐模型，其包括用于仿真儲罐的工藝過程、事故現象及災害場感知的理想儲罐模型以及用于仿真所述理想儲罐模型引發的事故現象的事故模型，其中所述理想儲罐模型基于所述儲罐的工藝數據、事故數據和災害場數據被構建；以及應急處置模型，其基于所述儲罐的應急處置數據被構建，用于仿真針對所述儲罐的事故現象進行應急處置的過程。本發明實施例構建的罐區應急處置全要素仿真系統能夠仿真工藝過程、事故現象、災害場感知以及應急處置過程，使安全仿真可包括工藝、連鎖事故、災害、救援、決策等多個要素，促進了罐區的全要素仿真的實現。

技術領域

本發明涉及安全工程技術與信息技術領域，具體地涉及一種罐區應急處置全要素仿真系統及其建模方法。

背景技術

罐區是煉油、化工、儲存等諸多工業流程的重要組成部分，隨著化工企業生產規模不斷擴大，罐區的規模也隨之擴大，存儲的物料種類也不斷增多，且存儲相對比較集中，火災危險性高。一旦罐區發生火災事故，波及的范圍廣，經常是“一罐失火，四鄰遭災”，殃及周圍儲罐或建筑。并且，火災持續時間長，撲救困難，人員和財產損失巨大。近年來，由罐區引發的火災、爆炸事故頻有發生，造成的損失通常也比較大。即使不是由罐區引發的事故，當事故擴散到罐區范圍后，也可能繼續引發罐區事故，使得事故規模進一步擴大。因此，研究石化企業罐區火災的危險性，有效地掌握事故發展過程，保證事故狀態下采取有效的應急處置措施，是保證石化企業的安全生產和儲運的重要保障。

但是，當前對罐區應急處置進行仿真的系統通常都是VR仿真培訓系統，這種仿真培訓系統都是腳本式三維培訓系統，系統預設了災情演變情況，也預設了培訓內容及操作步驟，學員只能按照指定步驟進行操作，可變化性很少，培訓內容比較單一。另外，對不同的罐區，儲罐的容量、位置分布、周邊環境、儲存的物質和數量都不同，因此在事故發生時，其災害情況及災害的演變情況都會不同，同時不同的應急處置措施對災害的演變情況都會產生反向影響，也對應急處置措施的變化提出了新的要求。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種罐區應急處置全要素仿真系統及其建模方法，用于解決現有罐區仿真培訓系統無法滿足應急處置要求的問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供一種罐區應急處置全要素仿真系統，包括：風險儲罐模型，其包括用于仿真儲罐的工藝過程、事故現象及災害場感知的理想儲罐模型以及用于仿真所述理想儲罐模型引發的事故現象的事故模型，其中所述理想儲罐模型基于所述儲罐的工藝數據、事故數據和災害場數據被構建；以及應急處置模型，其基于所述儲罐的應急處置數據被構建，用于仿真針對所述儲罐的事故現象進行應急處置的過程。

可選地，所述工藝數據包括關于儲罐的以下數據中的任意一者或多者：溫度、壓力、流量、液位、物料、材質、建設工藝、工藝缺陷和結構參數；所述事故數據包括儲罐在以下任意一種或多種事故狀態下對應的工藝數據：火災、爆炸、泄漏、堵塞、避雷失效、強度失效以及結構失效；所述災害場數據包括災害場類型、災害相關地理信息以及災害場變化情況，其中所述災害場類型包括對應于火災事故的溫度場、對應于爆炸事故的能量場以及對應于毒氣事故的毒氣場；所述應急處置數據包括所述儲罐的救援基礎數據和應急決策數據。

可選地，所述理想儲罐模型包括：工藝模型，其基于所述工藝數據被構建，用于仿真儲罐的工藝過程；以及災害模型，其基于所述事故數據和所述災害場數據被構建，用于仿真儲罐的災害場感知情況及災害現象。

可選地，所述工藝模型包括：罐體模型，其基于所述儲罐的結構參數被構建，且用于仿真儲罐實體結構及與儲罐相關的工藝過程；以及附屬設備模型，包括氮封系統模型和安全閥模型，分別用于仿真附屬于所述儲罐的氮封系統和安全閥。

可選地，所述氮封系統模型包括氮氣數據源模型和呼吸閥模型。

可選地，所述災害模型包括：災害場模型，用于仿真所述儲罐周圍的溫度場、能量場和/或毒氣場；和/或災害現象模型，用于仿真所述儲罐周圍的災害現象。