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海洋平台在海洋油气的开采担任重要的角色,为在海上进行钻井、采油、施工等活动提供生产和生活设施的建筑物。海洋平台上部结构的火灾事故会造成人员伤亡、设备损坏等重大灾难。油池火灾在平台上部发生的比例很大,而海洋火灾一旦发生将会个平台带来毁灭性的破坏,但是在设计平台时设计人员往往存在着忽略隐形火灾危害,或者直接依赖经验进行判断针对这些问题,笔者进行了海洋平台火灾风险评估,本文的主要研究内容如下: (1)首先概述了海洋平台火灾灾难的背景,综述了海洋平台火灾风险评估的研究现状。 (2)对于海洋平台火灾机理和常发生部位进行了研究,并且总结并提出了一套适用于海洋平台上液体泄漏形成油池火灾的评估方法。此方法将平台火灾和整体结构作为研究重点,对于危险源概率和火灾后果不作为研究重点。 (3)编写了海洋平台上部结构池火灾模拟程序。根据海洋平台火灾的温度特点,基于 FDS软件对海洋平台上部结构的不同风速下池火火灾的温度场进行了分析,研究不同风速下平台结构壁面温度的分布规律,并探究了不同火场的热辐射通量的分布规律。 (4)基于 FDS对平台甲板温度的研究,利用 ABAQUS软件对海洋平台上部结构进行热-固耦合分析。为了验证有限元方法的正确性,利用简支梁在高温下进行结构位移分析,从而验证了有限元方法的可靠性。将在 FDS中得到钢结构温度载荷加载到平台上部结构模型上,并给平台施加不同的外部载荷,探究真实池火灾场景下的结构响应分析。 通过上述研究得到的结论如下: (1)当风速为0时,平台上部结构温度和热辐射通量关于油池中心具有对称性;风速不为0时,风会破坏这种对称性。 (2)有风时火灾的燃烧区域会沿着风往下风向移动,下风向温度较高,在外界风的作用下,热量大量随着风向下风向移动,导致下风向的热辐射较高,因此对于有风工况下风向的人员和设备危险性增强。 (3)对于海洋平台的结构响应分析,根据规范可以判定平台结构已经失效,甲板的整体结构在火焰温度最高的位置形成下凹中心,形成中心下凹,边缘上翘的形状。在火焰燃烧部位钢材发生了较大的变形,随着火灾作用时间的增加,平台变形更加严重,引起平台结构失效和倾覆。 (4)对海洋平台进行火灾风险评估能够加强平台的结构强度和防护水平,在风险和收益两者之间得到最佳优化效果,指导在进行平台建造之前对平台进行充分的火灾防护计算。