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CN117330246A - 一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法、装置及介质 - Google Patents

一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法、装置及介质 Download PDF

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CN117330246A
CN117330246A CN202311184550.9A CN202311184550A CN117330246A CN 117330246 A CN117330246 A CN 117330246A CN 202311184550 A CN202311184550 A CN 202311184550A CN 117330246 A CN117330246 A CN 117330246A
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朱超
邓峦珲
杨德铖
于雁飞
曹炎鑫
梁瑜
唐刘兵
殷晓波
王全林
张雪
郭艳艳
贾聪
刘锡宇
李泽宇
朱世炫
齐丹阳
何剑
裴克珺
夏雨佳
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Xuzhou Jinqiao Petrochemical Pipeline Transportation Technology Co ltd
China Oil and Gas Pipeline Network Corp
Pipechina Eastern Crude Oil Storage and Transportation Co Ltd
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Xuzhou Jinqiao Petrochemical Pipeline Transportation Technology Co ltd
China Oil and Gas Pipeline Network Corp
Pipechina Eastern Crude Oil Storage and Transportation Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法、装置及介质，属于监测器布置技术领域；通过储罐泄漏场景下的发生概率选定典型泄漏场景，并进行典型泄漏场景模拟，通过设置的多个监测点和浓度阈值确定气体云体积最大值，并构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将发生概率、气体云体积最大值代入该优化模型中来获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案；本发明在以泄漏风险最小为目标确定储罐泄漏气体监测器空间布置方案，以本发明确定的储罐泄漏气体监测器空间布置方案进行储罐泄漏监控时，使得储罐发生泄漏的风险最小，实现了对储罐泄漏的及时有效监控。

Description

一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法、装置及介质
技术领域
本发明主要涉及监测器布置技术领域，具体涉及一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法、装置及介质。
背景技术
当原油储罐发生泄漏后，会形成液池，挥发出油蒸气。一旦遇到点火源，会发生严重的火灾爆炸事故。因此在储罐的运行和管理过程中必须对储罐区域有限空间中的油气的浓度进行实时监控。
现有方法是在有限空间中布置大量的油气探测器来对油气的浓度进行检测，但是，在布置油气探测器时，主要根据GB50493-2009《石油化工企业可燃气体有毒气体检测报警设计规范》、SY6503-2016《石油天然气工程截然气体检测报警系统安全规范》等设计规范或实际检测经验，并没有考虑泄露场景中存在的一些不确定因素对不同监测位置处油气浓度检测的影响，导致现有的油气探测器的布置方式，不能准确的对储罐泄漏进行评价，进而不能对储罐泄漏进行风险预估。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法、装置及介质。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法，包括如下步骤：
获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率；
根据所述发生概率从储罐泄漏场景中选定典型泄漏场景；
对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置所述监测点的监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值；
构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将各个典型泄漏场景对应的发生概率、各个典型泄漏场景对应的气体云体积最大值代入所述储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型中求解，获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置，包括：
泄漏场景发生概率确定模块，用于获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率；
典型泄漏场景选定模块，用于根据所述发生概率从储罐泄漏场景中选定典型泄漏场景；
典型泄漏场景模拟模块，用于对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置所述监测点的监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值；
方案确定模块，用于构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将各个典型泄漏场景对应的发生概率、各个典型泄漏场景对应的气体云体积最大值代入所述储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型中求解，获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法。
本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法。
本发明的有益效果是：通过泄漏场景下的发生概率选定典型泄漏场景，并进行典型泄漏场景模拟，通过设置的多个监测点和浓度阈值确定气体云体积最大值，并构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将发生概率、气体云体积最大值代入该优化模型中来获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案；本发明在以泄漏风险最小为目标确定储罐泄漏气体监测器空间布置方案，以本发明确定的储罐泄漏气体监测器空间布置方案进行储罐泄漏监控时，使得储罐发生泄漏的风险最小，实现了对储罐泄漏的及时有效监控。
附图说明
图1为本发明实施例提供的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法的流程示意图之一；
图2为本发明实施例提供的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法的流程示意图之二；
图3为本发明实施例提供的储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置的模块框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例提供的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法，包括如下步骤：
S1、获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率；
S2、根据所述发生概率从储罐泄漏场景中选定典型泄漏场景；
S3、对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置所述监测点的监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值；
S4、构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将各个典型泄漏场景对应的发生概率、各个典型泄漏场景对应的气体云体积最大值代入所述储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型中求解，获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案。
上述实施例中，通过泄漏场景下的发生概率选定典型泄漏场景，并进行模拟，通过设置的多个监测点和浓度阈值确定气体云体积最大值，并构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将发生概率、气体云体积最大值代入该优化模型中来获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案；本发明在以泄漏风险最小为目标确定储罐泄漏气体监测器空间布置方案，以本发明确定的储罐泄漏气体监测器空间布置方案进行储罐泄漏监控时，使得储罐发生泄漏的风险最小，实现了对储罐泄漏的及时有效监控。
优选的，应用危险源辨识方法对空间内的潜在的泄漏源进行分析，确定泄漏源及泄漏事故的主要特征。
其中，危险源辨识方法可以为危险和可操作性分析方法(HAZOP)或初步分析方法(PHA)。
泄漏事故的主要特征包括泄漏位置、方向及持续时间。
根据GB/T 30578-2014中提供的常压储罐平均失效概率，得到常压储罐不同部件发生不同尺寸泄漏的通用泄漏频率；基于相应的通用泄漏频率以及实际运行和管理条件来计算泄漏事件发生概率。
为简便计算，可采用离散的泄放状况或选择泄漏孔尺寸，取n种尺寸(n＝4)，即小、中、大及破裂。位于储罐壁板中不同尺寸泄漏孔的泄漏直径按表1选取，位于储罐底板中不同尺寸泄漏孔的泄漏直径按表2选取，表1和表2中的D为储罐直径。
表1泄漏孔尺寸和直径——储罐壁板
泄漏孔尺寸 泄漏孔径范围/mm 泄漏孔直径/mm
小 0～3.0 d1＝3.0
中 3.0～6.0 d2＝6.0
大 6.0～50.0 d3＝50.0
破裂 >50.0 d4＝1000D/4
表2泄漏孔尺寸和直径——储罐底板
所述获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率，具体为：
确定有限空间中的泄漏源，并构建泄漏源集合R，所述泄漏源集合R为：
R＝{rxy}1≤x≤b,1≤y≤4，
根据基础失效概率、管理系数和所述泄漏源集合确定泄漏源发生泄漏事件的概率P(rxy)：
P(rxy)＝FGxy×Df-total×FM，
其中，rxy为第x部位发生y尺寸泄漏的泄漏源，b为有限空间内储罐所有部位的总数，×Df-total为总损伤系数，FGxy为第x部位发生y尺寸泄漏的基础失效概率，通过GB/T30578-2014可查；FM为管理系数，根据实际运行和管理条件确定；
随机选取泄漏源组合及环境组合组建泄漏场景，由于泄漏源集合和环境因素集合之间相互独立，可通过下式计算各泄漏场景的发生概率。
将泄漏源发生泄漏事件的概率P(rxy)和环境因素的发生概率P(hθv)相乘，获得各个储罐泄漏场景的发生概率Pxyθν：
Pxyθν＝P(rxy)·P(hθv)，
其中，环境因素集合为H＝{δ·hθv}1≤θ≤8,1≤v≤vmax，hθv为通风风向θ及通风风速ν的一组环境因素，采用布尔量δ表示是否具有通风条件，δ＝1表示具有通风条件。
应理解地，环境因素指有限空间是否具有通风条件，当有通风条件时，通风的风向和风速；通过获取历史环境因素信息，确定各环境因素的发生概率。
为简便计算，将风向360°平均分为8个方位；采用布尔量δ表示是否具有通风条件，δ＝1表示具有通风条件；环境因素集合为H＝{δ·hθv}1≤θ≤8,1≤v≤vmax，hθv为通风风向θ及通风风速ν的一组环境因素。基于历史环境因素信息数据计算获得各环境因素的发生概率P(hθv)。
上述实施例中，在确定各典型泄漏场景的发生概率时，不仅考虑了有限空间中泄漏源发生泄漏事件的概率，还考虑了有限空间中各环境因素的发生概率，在此基础上，通过各典型泄漏场景的发生概率确定的储罐泄漏气体监测器空间布置方案时，由于全面的考虑了各种泄漏场景，使确定的储罐泄漏气体监测器空间布置方案最优。
在上述实施例的基础上，所述根据所述发生概率从储罐泄漏场景中选定典型泄漏场景，具体为：
设定概率阈值，将所述发生概率大于所述概率阈值的储罐泄漏场景选定为典型泄漏场景。
具体地，设定概率阈值，概率阈值根据GB/T 30578-2014《常压储罐基于风险的检验及评价》选取，将发生概率大于概率阈值的泄漏场景选定为典型泄漏场景。
在上述实施例的基础上，所述对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值，具体为：
通过CFD仿真模拟工具对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，获取每个典型泄漏场景模拟过程中各监测点的储罐泄漏油气浓度；
对于每一个典型泄漏场景(发生概率大于概率阈值的泄漏场景，对于原油储罐具有代表性的泄漏位置、泄漏孔径根据GB/T 30578-2014《常压储罐基于风险的检验及评价》选取)，通过各个监测点的储罐泄漏油气浓度筛选出大于监控浓度阈值对应的监测点，通过高斯模型对筛选出监测点检测到储罐泄漏油气浓度反算出泄漏的气体云体积，从所有的气体云体积中选取最大值作为所述典型泄漏场景中各监测点检测到的超过浓度阈值的气体云体积最大值。
应理解地，根据各监测点的油气浓度，筛选出检测到的储罐泄漏油气浓度超过浓度阈值的监测点，获取筛选出监测点检测到的气体云体积，在泄漏初期泄漏的气体遵循高斯模型，可以通过某个监测点的浓度反算出泄漏的气体云体积。从筛选出监测点检测到的气体云体积中选取最大值为该典型泄漏场景中各监测点检测到的超过浓度阈值的气体云体积最大值。
其中，CFD仿真模拟工具根据典型泄漏场景中泄漏事故的主要特征及环境因素，建立全尺寸计算模型，采用Realizable k-ε模型来进行各典型泄漏场景中储罐泄漏后油气扩散模拟。根据期望的输出精度，进行CFD仿真模拟工具时，N-S方程中的流项和扩散项可分别采用一阶或二阶迎风格式和一阶或二阶中心差分格式求解储罐泄漏油气扩散/积聚的实时浓度数据。
在所述步骤S4中，构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将各个典型泄漏场景对应的发生概率、各个典型泄漏场景对应的气体云体积最大值代入所述储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型中求解，获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案，其中，储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型以泄漏风险最小为目标，以布置探测器的数量约束、可以检测到超过浓度阈值的浓度的监测点必须设置探测器和每个典型泄漏场景中必须有一个监测点为约束条件。
所述构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，具体为：
构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型的目标函数为：
minR(U)＝min∑i∈sPi∑j∈φVijδij。
储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型的约束条件包括布置探测器的数量约束、可以检测到超过浓度阈值的浓度的监测点必须设置探测器和每个典型泄漏场景中必须有一个监测点。
具体地，基于经济性对布置监测器的最大数量进行约束，即布置监测器的数量约束，对应的约束条件表示为：
∑j∈φdj≤n。
考虑监测点与气体监测器布置之间的关系，限定如果某个监测点可以检测到超过浓度阈值的浓度，必须在此点布置监测器，即可以检测到超过浓度阈值的浓度的监测点必须设置监测器。
具体地，基于可以检测到超过浓度阈值的浓度的监测点必须设置监测器，对应的约束条件表示为：
基于气体监测器与泄漏场景的关系，设定每个典型泄漏场景中必须有一个监测点，对应的约束条件表示为：
其中，U为决策组合，表示一组探测器布置位置；S为典型泄漏场景集合，S＝{1,2…m}，m为最大典型泄漏场景数；φ为一组监测点，φ＝{1,2…n}，n为监测点数量；Pi为典型泄漏场景i的发生概率；δij表示监测点j是否检测到典型泄漏场景i，取1或0，当δij＝1时，表示监测点j检测到典型泄漏场景i，当δij＝0时，表示监测点j未检测到典型泄漏场景i；Vij是典型泄漏场景i中各监测点检测到的超过浓度阈值的气体云体积最大值，气体云体积最大值与在监测点j处检测到的典型泄漏情景i相关联，Vij＝max(Vijk)，Vijk为监测点j检测到典型泄漏场景i释放出的第k个超过浓度阈值的气体云体积；dj表示第j个检测点是否存在监测器，取0和1，dj＝1表示第j个检测点存在监测器，否则dj＝0，n为监测器数量。
将各典型泄漏场景的发生概率和各典型泄漏场景中各监测点检测到的超过浓度阈值的气体云体积最大值，代入气体监测器空间布置优化模型中求解，获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案。
当通过该储罐泄漏气体监测器空间布置方案在有限空间内进行气体监测器布置，对储罐泄漏进行监控时，发生储罐泄漏风险最小，实现了对储罐泄漏的及时有效监控。
如图2所示，下面给出一个储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法的整体流程实例：
识别确定储罐泄漏源及泄漏概率；
确定外部环境因素及发生概率；
组合泄漏场景计算场景发生概率；
设置概率闻值确定典型泄漏场景；
对典型泄漏场景进行油气扩散CFD模拟；
监测点浓度数据文件，包括设置目标函数、设置约束条件和数学算法求解；
最终，获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案。
如图3所示，本发明实施例提供的储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置，包括：
泄漏场景发生概率确定模块，用于获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率；
典型泄漏场景选定模块，用于根据所述发生概率从储罐泄漏场景中选定典型泄漏场景；
典型泄漏场景模拟模块，用于对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置所述监测点的监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值；
方案确定模块，用于构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将各个典型泄漏场景对应的发生概率、各个典型泄漏场景对应的气体云体积最大值代入所述储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型中求解，获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案。
在上述实施例的基础上，所述泄漏场景发生概率确定模块中，获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率，具体为：
确定有限空间中的泄漏源，并构建泄漏源集合R，所述泄漏源集合R为：
R＝{rxy}1≤x≤b,1≤y≤4，
根据基础失效概率、管理系数和所述泄漏源集合确定泄漏源发生泄漏事件的概率P(rxy)：
P(rxy)＝FGxy×Df-total×FM，
其中，rxy为第x部位发生y尺寸泄漏的泄漏源，b为有限空间内储罐所有部位的总数，×Df-total为总损伤系数，FGxy为第x部位发生y尺寸泄漏的基础失效概率，FM为管理系数；
将泄漏源发生泄漏事件的概率P(rxy)和环境因素的发生概率P(hθv)相乘，获得各个储罐泄漏场景的发生概率Pxyθν：
Pxyθν＝P(rxy)·P(hθv)，
其中，环境因素集合为H＝{δ·hθv}1≤θ≤8,1≤v≤vmax，hθv为通风风向θ及通风风速ν的一组环境因素，采用布尔量δ表示是否具有通风条件，δ＝1表示具有通风条件。
在上述实施例的基础上，所述典型泄漏场景模拟模块中，对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值，具体为：
通过CFD仿真模拟工具对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，获取每个典型泄漏场景模拟过程中各监测点的储罐泄漏油气浓度；
对于每一个典型泄漏场景，通过各个监测点的储罐泄漏油气浓度筛选出大于监控浓度阈值对应的监测点，通过高斯模型对筛选出监测点检测到储罐泄漏油气浓度反算出泄漏的气体云体积，从所有的气体云体积中选取最大值作为所述典型泄漏场景中各监测点检测到的超过浓度阈值的气体云体积最大值。
本发明实施例提供的储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法。
本发明实施例提供的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法。
上述储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置和计算机可读存储介质，可以参见如上对储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法进行具体描述的实施内容及其有益效果，在此不再赘述。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、通过泄漏场景下的发生概率选定典型泄漏场景，并进行模拟，通过设置的多个监测点和浓度阈值确定气体云体积最大值，并构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将发生概率、气体云体积最大值代入该优化模型中来获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案；本发明在以泄漏风险最小为目标确定储罐泄漏气体监测器空间布置方案，以本发明确定的储罐泄漏气体监测器空间布置方案进行储罐泄漏监控时，使得储罐发生泄漏的风险最小，实现了对储罐泄漏的及时有效监控；
2、在确定各典型泄漏场景的发生概率时，不仅考虑了有限空间中泄漏源发生泄漏事件的概率，还考虑了有限空间中各环境因素的发生概率，在此基础上，通过各典型泄漏场景的发生概率确定的储罐泄漏气体监测器空间布置方案时，由于全面的考虑了各种泄漏场景，使确定的储罐泄漏气体监测器空间布置方案最优。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率；
根据所述发生概率从储罐泄漏场景中选定典型泄漏场景；
对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置所述监测点的监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值；
构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将各个典型泄漏场景对应的发生概率以及各个典型泄漏场景对应的气体云体积最大值代入所述储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型中求解，获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案。
2.根据权利要求1所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法，其特征在于，所述获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率，具体为：
确定有限空间中的泄漏源，并构建泄漏源集合R，所述泄漏源集合R为：
R＝{rxy}1≤x≤b,1≤y≤4，
根据基础失效概率、管理系数和所述泄漏源集合确定泄漏源发生泄漏事件的概率P(rxy)：
P(rxy)＝FGxy×Df-total×FM，
其中，rxy为第x部位发生y尺寸泄漏的泄漏源，b为有限空间内储罐所有部位的总数，×Df-total为总损伤系数，FGxy为第x部位发生y尺寸泄漏的基础失效概率，FM为管理系数；
将泄漏源发生泄漏事件的概率P(rxy)和环境因素的发生概率P(hθv)相乘，获得各个储罐泄漏场景的发生概率Pxyθν：
Pxyθν＝P(rxy)·P(hθv)，
其中，环境因素集合为H＝{δ·hθv}1≤θ≤8,1≤v≤vmax，hθv为通风风向θ及通风风速ν的一组环境因素，采用布尔量δ表示是否具有通风条件，δ＝1表示具有通风条件。
3.根据权利要求1所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法，其特征在于，所述根据所述发生概率从储罐泄漏场景中选定典型泄漏场景，具体为：
设定概率阈值，将所述发生概率大于所述概率阈值的储罐泄漏场景选定为典型泄漏场景。
4.根据权利要求1所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法，其特征在于，所述对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值，具体为：
通过CFD仿真模拟工具对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，获取每个典型泄漏场景模拟过程中各监测点的储罐泄漏油气浓度；
对于每一个典型泄漏场景，通过各个监测点的储罐泄漏油气浓度筛选出大于监控浓度阈值对应的监测点，通过高斯模型对筛选出监测点检测到储罐泄漏油气浓度反算出泄漏的气体云体积，从所有的气体云体积中选取最大值作为所述典型泄漏场景中各监测点检测到的超过浓度阈值的气体云体积最大值。
5.根据权利要求1至4任一项所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法，其特征在于，所述构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，具体为：
构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型的目标函数，所述目标函数为：
min R(U)＝min∑i∈sPi∑j∈φVijδij，
基于经济性对布置监测器的最大数量进行约束，对应的约束条件表示为：
∑j∈φdj≤n，
基于可以检测到超过浓度阈值的浓度的监测点必须设置监测器，对应的约束条件表示为：
基于气体监测器与泄漏场景的关系，设定每个典型泄漏场景中必须有一个监测点，对应的约束条件表示为：
其中，U为决策组合，表示一组探测器布置位置；S为典型泄漏场景集合，S＝{1,2…m}，m为最大典型泄漏场景数；φ为一组监测点，φ＝{1,2…n}，n为监测点数量；Pi为典型泄漏场景i的发生概率；δij表示监测点j是否检测到典型泄漏场景i，取1或0，当δij＝1时，表示监测点j检测到典型泄漏场景i，当δij＝0时，表示监测点j未检测到典型泄漏场景i；Vij是典型泄漏场景i中各监测点检测到的超过浓度阈值的气体云体积最大值，气体云体积最大值与在监测点j处检测到的典型泄漏情景i相关联，Vij＝max(Vijk)，Vijk为监测点j检测到典型泄漏场景i释放出的第k个超过浓度阈值的气体云体积；dj表示第j个检测点是否存在监测器，取0和1，dj＝1表示第j个检测点存在监测器，否则dj＝0，n为监测器数量。
6.一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置，其特征在于，包括：
泄漏场景发生概率确定模块，用于获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率；
典型泄漏场景选定模块，用于根据所述发生概率从储罐泄漏场景中选定典型泄漏场景；
典型泄漏场景模拟模块，用于对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置所述监测点的监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值；
方案确定模块，用于构建储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型，将各个典型泄漏场景对应的发生概率、各个典型泄漏场景对应的气体云体积最大值代入所述储罐泄漏气体监测器空间布置优化模型中求解，获得储罐泄漏气体监测器空间布置方案。
7.根据权利要求6所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置，其特征在于，所述泄漏场景发生概率确定模块中，获取有限空间中多个储罐泄漏场景的发生概率，具体为：
确定有限空间中的泄漏源，并构建泄漏源集合R，所述泄漏源集合R为：
R＝{rxy}1≤x≤b,1≤y≤4，
根据基础失效概率、管理系数和所述泄漏源集合确定泄漏源发生泄漏事件的概率P(rxy)：
P(rxy)＝FGxy×Df-total×FM，
其中，rxy为第x部位发生y尺寸泄漏的泄漏源，b为有限空间内储罐所有部位的总数，×Df-total为总损伤系数，FGxy为第x部位发生y尺寸泄漏的基础失效概率，FM为管理系数；
将泄漏源发生泄漏事件的概率P(rxy)和环境因素的发生概率P(hθv)相乘，获得各个储罐泄漏场景的发生概率Pxyθν：
Pxyθν＝P(rxy)·P(hθv)，
其中，环境因素集合为H＝{δ·hθv}1≤θ≤8,1≤v≤vmax，hθv为通风风向θ及通风风速ν的一组环境因素，采用布尔量δ表示是否具有通风条件，δ＝1表示具有通风条件。
8.根据权利要求6所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置，其特征在于，所述典型泄漏场景模拟模块中，对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，并设置监控浓度阈值，确定模拟的典型泄漏场景中各个监测点检测到的大于监控浓度阈值的气体云体积最大值，具体为：
通过CFD仿真模拟工具对有限空间进行典型泄漏场景模拟，并在有限空间中预设多个监测点，获取每个典型泄漏场景模拟过程中各监测点的储罐泄漏油气浓度；
对于每一个典型泄漏场景，通过各个监测点的储罐泄漏油气浓度筛选出大于监控浓度阈值对应的监测点，通过高斯模型对筛选出监测点检测到储罐泄漏油气浓度反算出泄漏的气体云体积，从所有的气体云体积中选取最大值作为所述典型泄漏场景中各监测点检测到的超过浓度阈值的气体云体积最大值。
9.一种储罐泄漏气体监测器空间布置优化装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至5任一项所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5任一项所述的储罐泄漏气体监测器空间布置优化方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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