1.1 选题的目的及意义

近年来,能源行业的趋势比较明显,煤炭所占的比例逐年有下降的趋势,而石油的需求量却大大增加,相应的石油存储能力也得到了进一步增长。石油储备基地大多建在港口城市，如大连、黄岛镇海和舟山,为促进海上石油运输提供了 便利,但同时也为港口带来了环境风险,港口石油储备基地事故时有发生。储油 罐作为储油的主要设备,如果不采取正确的防范措施,有可能发生严重的灾害事故,因此储油罐应该具有髙水平的安全防范措施,储油罐在生产运行中的安全性问麵导尤为重要.港口油罐区发生事故后,在一定的条件下会导致石油进入洋,石油一旦入海不仅会对沿海造成极大的经济损失,而且威胁海洋生物的生命安全,也可能导致火灾或爆炸事故发生对员工的生命财产安全造成严重威胁，因此对港口储油罐风险评价具有重要的意义。

1.2 国内外研究现状

港口油罐作为储油码头建筑物重要的基础设施，其安全性能与可靠性对于保障生命安全具有重要意义。针对港口原油储罐风险检测，国内外众多学者与研究人员进行了大量的研究与分析。

2. 研究的基本内容与方案

1.2.1 燃气管道选材问题

为了保证燃气管道质量安全，必须保证室内管道与燃气连接的问题，因此，确保管道材料自身的性能优异性至关重要。目前，国内外主要采用钢骨架聚乙烯复合材料作为管道主要用材，并且，严格执行《燃气用钢骨架聚乙烯塑料复合管》相关规范执行。对于燃气管道材料性质要求主要包括耐腐蚀、延展性、良好的机械性能、以及长久的使用寿命，此外，也应该考虑施工条件与施工地点等众多因素，多种因素之间的干扰与彼此之间的耦合作用促使管道材料应具备良好的性能，这对管道质量保证以及管道系统安全可靠性具有重要意义。除此之外，钢管作为燃气管道应用材料也被广泛应用，包括无缝钢管和焊接钢管，钢管具有良好的机械性能，强度高、硬度大、良好的承载能力等特点，但同时国内外相关机构与研究发现，钢管作为燃气管道材料主要有耐腐蚀性能较差的特点，进而造成其使用寿命缩短。主要腐蚀的机理为电化学腐蚀，由于管道周围复杂的环境因素，形成微电池腐蚀以及宏电池腐蚀两种主要类型，两种形式也对管道材料造成极大的损害，大大缩短其使用周期。目前国内外主要通过在其表面增加防腐涂层以及牺牲阳极保护法来对其进行防护。整体来说，不同种管道材料都拥有各自独特的性能特征，但其良好的综合性能对管道质量安全保证与其可靠性提高具有重要作用，因此，国内外众多学者与研究机构也致力于开发出性能优异与稳定性良好的管道材料。

1.2.2 港口储油罐溢油问题

基 于 G IS 原理对港口储油罐溢油风险进行分析，从数据入库、数据编辑和溢油评价 3 个方面建立 了储油罐溢油评价系统;从储油罐腐蚀、自然力破坏、误操作和疲劳老化 4 个方面分析了储油罐溢油风险源, 介绍了利用层次分析法建立油罐溢油风险评价的指标体系，运用专家打分方法对储油罐溢油进行定性评价:应用已有的油罐溢油风险概率计算公式进行储油罐溢油量风险评价。该系统的构建可以加强储油罐溢油风险分析与管理，为相关人员及时处理溢油事故提供帮助。目前,我国大多数溢油风险评价是针对船舶溢油和管道溢 油风险的研究,对港口储油罐溢油风险概率和溢油量研究较少。港口储油罐溢油风险评价通过对储罐溢油风险源进行分析,利用层次分析法赋予不同的权重，依据风险源与储油罐溢油关系计算溢油风险概率以及溢油量,最终进行储油罐溢 油定性分析和定量分析,对照溢油风险等级表确定风险等级，得到的数据可以进 行溢油漂移扩散的模拟和溢油风险区划分析,为快速有效地评价储油罐溢油事故引起的后果并及时制定溢油防范对策提供技术支撑。

1.2.3 原油储罐安全性能分析

通过 VISUAL FORTRAN 6.6 程序语言开发储罐原油温降计算程序,对不同环境条件下,不同容积和液位高度储罐的温降规律进行模拟研究,通过模拟计算得到不同环境条件下,不同容积和液位高度储罐的中心温降曲线。分析储罐热油循环和盘管加热方式的传热特点,建立了描述其传热过程的数学模型,并在相同环境条件下,对不同容量、不同液位高度下储罐的加热能耗进行对比。在保证油品安全存储、满足外输任务的前提下,以热油循环工艺方案的能耗费用最低为目标,以热油泵的排量、换热器的冷介质出口温度以及换热器和热油泵的开启方案为决策变量,建立了储罐热油循环工艺方案的优化数学模型,并采用分层优化法进行求解。提出以一定时间内所有储罐的总散热损失最小为目标,以不同储罐的运行方式和收发油时间为决策变量,建立储罐收发油周期的优化数学模型;以单体储罐的温降规律进行数值模拟为基础,建立储罐罐组的温降计算方法,并在相同收发油条件下,分别计算分组并联和分组串联方式下不同储罐的温降和加热能耗。