城市燃气管网燃爆风险防控技术

本书共分为7章。第1~3章介绍燃气管网燃爆事故现状及基础理论；第4章介绍地下空间爆炸规律和毁伤效应，通过实验等手段对可燃气体在地下空间内扩散规律和爆炸机理进行了研究；第5章建立燃气管网泄漏概率、泄漏气体扩散聚集概率、地下空间点火概率等指标的量化评估准则，对燃气管网燃爆风险评估模型进行了构建。第6章介绍燃气管网泄漏监测、隔爆及抑爆主要方法及设备，并对用于燃气管网相邻地下空间的燃爆防控设备基本条件进行了分析；第7章对燃气燃爆风险预警精细化管理模式进行介绍。本书内容有助于加深燃气安全从业人员对城市燃气管道泄漏、燃气管道燃爆风险的认知，推动学科研究的继续深入，助力燃气风险防控的新方法和新技术推广应用到工程实践中。本书可供城市公共安全、燃气安全等相关领域的一线从业人员、科研人员等阅读，可供高等院校相关专业师生参考阅读。

序
前言
第1章绪论1
1.1城市燃气管网现状1
1.2城市燃气燃爆事故概况2
1.3城市燃气燃爆风险防控技术现状9
1.3.1城市燃气泄漏扩散研究现状9
1.3.2燃气爆炸研究现状11
1.3.3城市管网风险评估研究现状12
1.3.4燃气管网泄漏检测与监测现状13
1.3.5城市燃气爆炸控制技术研究现状16
1.4城市燃气燃爆风险防控发展趋势17
参考文献18
第2章城市燃气管网风险识别技术24
2.1城市燃气管网燃爆风险辨识方法24
2.1.1风险辨识概述24
2.1.2风险辨识的基本方法25
2.2燃气管网失效原因分析29
2.2.1燃气管道失效主要原因30
2.2.2埋地燃气管道泄漏事故树分析34
2.3燃气管网失效后果分析37
2.3.1城市燃气管网燃爆事故事件树分析37
2.3.2燃气管网燃爆后果模式39
参考文献41
第3章城市燃气管网泄漏与爆炸演化机理43
3.1城市埋地燃气管道泄漏模型43
3.1.1小孔模型43
3.1.2大孔模型44
3.1.3管道模型44
3.2城市燃气扩散模型45
3.2.1燃气大气中扩散模型45
3.2.2土壤中燃气扩散模型49
3.2.3连通管道内燃气扩散模型50
3.3城市燃气泄漏定位反演模型52
3.3.1基于分布式光纤的燃气泄漏定位方法52
3.3.2基于声波的燃气泄漏定位方法54
3.3.3基于浓度追踪的燃气泄漏定位方法55
3.4气体爆炸模型58
3.4.1气体爆炸基本理论58
3.4.2气体爆炸要素分析65
3.4.3气体爆炸模型71
3.4.4蒸气云爆炸冲击波超压计算模型79
3.4.5气体爆炸伤害准则84
参考文献97
第4章城市燃气泄漏爆炸实验100
4.1连通空间气体扩散实验100
4.1.1实验目的100
4.1.2实验方法100
4.1.3实验结果与分析105
4.1.4实验结论116
4.2独立空间气体爆炸实验117
4.2.1实验目的117
4.2.2实验设计117
4.2.3实验结果与分析119
4.2.4实验结论127
4.3连通空间气体爆炸实验128
4.3.1实验目的128
4.3.2实验方法128
4.3.3实验结果与分析130
4.3.4实验结论143
参考文献143
第5章城市燃气管网燃爆风险评估技术144
5.1燃气管网风险评估概述144
5.2燃气管网风险评估体系145
5.3燃气管网燃爆事故可能性分析146
5.3.1燃气管网泄漏概率表征147
5.3.2泄漏气体扩散聚集概率表征148
5.3.3地下空间点火概率表征151
5.3.4案例应用152
5.4连通空间内气体爆炸后果评估159
5.4.1连通空间爆炸损伤范围159
5.4.2爆炸后果权重确定161
5.5独立空间内气体爆炸后果评估162
5.5.1独立空间爆炸损伤范围162
5.5.2独立空间爆炸后果的权重确定164
5.6社会影响与应急救援能力评估164
5.7燃气管网燃爆风险等级165
参考文献166
第6章城市燃气管网泄漏监测与安全控制技术168
6.1气体浓度探测方法168
6.1.1半导体气体探测168
6.1.2催化燃烧式气体探测169
6.1.3电化学式气体探测170
6.1.4光学式气体探测171
6.1.5气体探测方法对比172
6.2气体浓度探测器173
6.2.1窨井内甲烷监测仪173
6.2.2多通路式甲烷监测仪175
6.2.3便携式甲烷检测仪178
6.2.4甲烷气体遥测仪179
6.2.5甲烷浓度探测器对比181
6.3传感器优化布设技术182
6.3.1连通管道传感器优化布设策略182
6.3.2独立井内传感器优化布设策略183
6.4燃气隔爆技术186
6.4.1燃气隔爆原理186
6.4.2燃气隔爆技术186
6.4.3燃气隔爆设备189
6.4.4燃气隔爆技术发展趋势196
6.5燃气抑爆技术197
6.5.1燃气抑爆原理197
6.5.2抑爆剂分类197
6.5.3氮气抑爆装置设计案例201
参考文献214
第7章城市燃气管网实时监测系统与应用216
7.1系统框架216
7.1.1系统总体框架216
7.1.2系统逻辑框架218
7.1.3数据架构219
7.2系统功能220
7.2.1燃爆风险评估220
7.2.2泄漏扩散与溯源222
7.3监测预警与联动处置机制225
7.4应用示范工程226
7.4.1合肥市城市生命线运行监测系统226
7.4.2佛山城市安全运行监测系统233
7.4.3徐州市城市生命线运行监测系统236
参考文献239