Визначення ефективності функціонування підсистеми пожежної безпеки при експлуатації системи зберігання та подачі водню
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.300647Ключові слова:
водневі системи, ефективність оцінки, пожежна безпека, рівняння Колмогорова, теорія графівАнотація
Об'єктом дослідження є підсистема пожежної безпеки систем зберігання та подачі водню. Предметом дослідження є показник ефективності підсистеми пожежної безпеки систем зберігання та подачі водню для різних режимів її функціонування. В якості такого показника ефективності використовується умовна ймовірність того, що підсистема пожежної безпеки вірно розпізнає дійсний стан системи зберігання та подачі водню. Підсистема пожежної безпеки функціонує в режимі контролю та в режимі тестування. Для таких режимів побудовані математичні моделі функціонування підсистеми пожежної безпеки, в основі яких лежить використання теорії графів. Вагові матриці цих графів включають повноту контролю або тестування та інтенсивності переходу підсистеми пожежної безпеки від одного до іншого стану. Визначення ефективності такої підсистеми – достовірності функціонування здійснюється із використанням рівнянь Колмогорова. Показано, що при тестуванні систем зберігання та подачі водню для ймовірності її знаходження в пожежобезпечному стані має місце максимум. Показано, що при величинах повноти контролю (тестування), які не відрізняються від 1,0, ефективність функціонування підсистеми пожежної безпеки є інваріантною відносно режиму її функціонування. При величинах повноти контролю (тестування), які суттєво відрізняються від 1,0, більш ефективним є функціонування підсистеми пожежної безпеки в режимі тестування.
Виявлені особливості функціонування підсистеми пожежної безпеки дозволяють на практиці реалізувати оптимальний або адаптивний алгоритм функціонування таких підсистем. Наприклад, при відповідному виборі параметрів тестування підсистема пожежної безпеки забезпечує визначення знаходження системи зберігання та подачі водню із максимальною ймовірністю
Посилання
- Moradi, R., Groth, K. M. (2019). Hydrogen storage and delivery: Review of the state of the art technologies and risk and reliability analysis. International Journal of Hydrogen Energy, 44 (23), 12254–12269. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.03.041
- Abe, J. O., Popoola, A. P. I., Ajenifuja, E., Popoola, O. M. (2019). Hydrogen energy, economy and storage: Review and recommendation. International Journal of Hydrogen Energy, 44 (29), 15072–15086. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.04.068
- Liu, Y., Liu, Z., Wei, J., Lan, Y., Yang, S., Jin, T. (2021). Evaluation and prediction of the safe distance in liquid hydrogen spill accident. Process Safety and Environmental Protection, 146, 1–8. https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.08.037
- Abohamzeh, E., Salehi, F., Sheikholeslami, M., Abbassi, R., Khan, F. (2021). Review of hydrogen safety during storage, transmission, and applications processes. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 72, 104569. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2021.104569
- Yang, F., Wang, T., Deng, X., Dang, J., Huang, Z., Hu, S. et al. (2021). Review on hydrogen safety issues: Incident statistics, hydrogen diffusion, and detonation process. International Journal of Hydrogen Energy, 46 (61), 31467–31488. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.07.005
- Jeon, J., Kim, S. J. (2020). Recent Progress in Hydrogen Flammability Prediction for the Safe Energy Systems. Energies, 13 (23), 6263. https://doi.org/10.3390/en13236263
- Yu, X., Kong, D., He, X., Ping, P. (2023). Risk Analysis of Fire and Explosion of Hydrogen-Gasoline Hybrid Refueling Station Based on Accident Risk Assessment Method for Industrial System. Fire, 6 (5), 181. https://doi.org/10.3390/fire6050181
- Lam, C. Y., Fuse, M., Shimizu, T. (2019). Assessment of risk factors and effects in hydrogen logistics incidents from a network modeling perspective. International Journal of Hydrogen Energy, 44 (36), 20572–20586. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.05.187
- Ma, Q., He, Y., You, J., Chen, J., Zhang, Z. (2024). Probabilistic risk assessment of fire and explosion of onboard high-pressure hydrogen system. International Journal of Hydrogen Energy, 50, 1261–1273. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.10.157
- Aarskog, F. G., Hansen, O. R., Strømgren, T., Ulleberg, Ø. (2020). Concept risk assessment of a hydrogen driven high speed passenger ferry. International Journal of Hydrogen Energy, 45 (2), 1359–1372. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.05.128
- Zhang, Y., Cao, W., Shu, C.-M., Zhao, M., Yu, C., Xie, Z. et al. (2020). Dynamic hazard evaluation of explosion severity for premixed hydrogen–air mixtures in a spherical pressure vessel. Fuel, 261, 116433. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116433
- Cui, S., Zhu, G., He, L., Wang, X., Zhang, X. (2023). Analysis of the fire hazard and leakage explosion simulation of hydrogen fuel cell vehicles. Thermal Science and Engineering Progress, 41, 101754. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2023.101754
- Suzuki, T., Shiota, K., Izato, Y., Komori, M., Sato, K., Takai, Y. et al. (2021). Quantitative risk assessment using a Japanese hydrogen refueling station model. International Journal of Hydrogen Energy, 46 (11), 8329–8343. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.12.035
- Kashkarov, S., Dadashzadeh, M., Sivaraman, S., Molkov, V. (2022). Quantitative Risk Assessment Methodology for Hydrogen Tank Rupture in a Tunnel Fire. Hydrogen, 3 (4), 512–530. https://doi.org/10.3390/hydrogen3040033
- Shen, Y., Lv, H., Hu, Y., Li, J., Lan, H., Zhang, C. (2023). Preliminary hazard identification for qualitative risk assessment on onboard hydrogen storage and supply systems of hydrogen fuel cell vehicles. Renewable Energy, 212, 834–854. https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.05.037
- Li, B., Han, B., Li, Q., Gao, W., Guo, C., Lv, H. et al. (2022). Study on hazards from high-pressure on-board type III hydrogen tank in fire scenario: Consequences and response behaviours. International Journal of Hydrogen Energy, 47 (4), 2759–2770. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.10.205
- Abramov, Y., Basmanov, O., Krivtsova, V., Mikhayluk, A., Khmyrov, I. (2023). Determining the possibility of the appearance of a combustible medium in the hydrogen storage and supply system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (122)), 47–54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.276099
- Correa-Jullian, C., Groth, K. M. (2022). Data requirements for improving the Quantitative Risk Assessment of liquid hydrogen storage systems. International Journal of Hydrogen Energy, 47 (6), 4222–4235. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.10.266
- Abramov, Y., Kryvtsova, V., Mikhailyuk, A. (2021). Algorithm for determination of reliability indicator of gas generator of hydrogen storage and supply system. Series: Engineering Science and Architecture, 4 (164), 153–157. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2021-4-164-153-157
- Abramov, Y., Kryvtsova, V., Mikhailyuk, A. (2023). Determination of the reliability of the gas generator of the storage system and hydrogen supply. Series: Engineering Science and Architecture, 3 (177), 142–146. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2023-3-177-142-146
- Abramov, Y., Kryvtsova, V., Mikhailyuk, A. (2022). Method of designation of the fire safety of the gas generator water saving systems. Series: Engineering Science and Architecture, 4 (171), 107–111. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2022-4-171-107-111
- Abramov, Yu., Kryvtsova, V., Mykhailiuk, A. (2023). Information capabilities of the transition function of the hydrogen storage and supply system gas generator to assess its fire hazard level. Series: Engineering Science and Architecture, 6 (180), 148–153. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2023-6-180-148-153
- Abramov, Y., Kryvtsova, V., Mikhailyuk, A. (2023). Justification of the characteristics of the fire-safe condition control system of the storage system and hydrogen supply. Series: Engineering Science and Architecture, 1 (175), 125–130. https://doi.org/10.33042/2522-1809-2023-1-175-125-130
![Визначення ефективності функціонування підсистеми пожежної безпеки при експлуатації системи зберігання та подачі водню](https://journals.uran.ua/public/journals/3/submission_300647_339011_coverImage_uk_UA.png)
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Yuriy Abramov, Oleksii Basmanov, Valentina Krivtsova, Andriy Mikhayluk, Yevhen Makarov
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.