石油化工行业易发生危险气体泄漏事件,泄漏（可燃）气体遇明火发生火灾爆炸事故会造成巨大的人员及财产损失。火气系统作为事故后果缓解保护层能够在火灾和气体泄漏初期进行高效的探测,从而减缓事故危害程度。然而传统探测器布置方法和技术标准主要依据经验,存在合理性不足、有效性不够等问题,无法满足工业生产的探测需求。为了改善探测器布置方法适用性不足的问题,本文根据探测器工作实际,在结合探测系统失效及表决问题的基础上利用不可用性对探测器优化布置进行系统研究,在提高探测系统时效性与探测率的同时实现探测器的合理布置,从而为企业的安全生产与发展提供保障。主要研究进展如下:1.构建考虑不可用性与表决机制的探测器优化布置选址模型分析探测器工作逻辑,通过反应系统不可用性的需求失效概率对探测系统失效及表决问题进行表征。模型考虑探测单元不同组分失效以及对危险场景的多级探测,以各级探测器的累积探测时间最小化为目标,以探测器数量和位置为约束,构建探测器优化布置模型。2.开发适用于优化模型求解的遗传算法根据数学模型特点,基于遗传算法开发探测器布置求解算法。算法以各候选探测器位置为基因,各布置方案为染色体,将目标函数值作为评价指标,引入最大限定值改善尾部效应问题,通过交叉变异迭代操作对模型进行求解。3.基于泄漏扩散场景数据对模型进行有效性验证以LNG接收站气化单元为研究对象,基于多种泄漏扩散影响因素分析构建泄漏场景集合。根据各场景监测点的浓度变化曲线获得气体达到报警浓度所需时间,以该时间作为输入值计算得到布置方案,通过各泄漏场景探测时间及各级探测器覆盖率对数学模型的有效性进行验证。4.均匀试验场景设计方法可行性评估根据泄漏扩散考虑因素,利用均匀试验设计方法从场景集合中获得代表场景,以代表场景数据作为输入值,基于构建的优化布置模型进行计算得到布置方案,通过场景探测时间及装置残余风险对比对其可行性进行评估。