储油罐是油库的重要设备,一旦发生爆炸,所造成的损失难以估计。随着石油的不断开采,含硫原油比例大幅攀升,储罐硫化腐蚀加速,给储油罐的安全作业带来巨大的挑战,致使及时发现储罐自燃火源成为当前亟待解决的问题。储油罐自燃灾害探测属于反问题研究范畴,通过建立储油罐表面温度场与内部自燃灾源之间的联系,对储油罐内部自燃灾源进行识别、评估。导热反问题在理论研究和实际应用中不断发展,尤其是在自燃灾害的定量探测研究问题上,一直是国内外研究的重点和难点。本文在解析中外相关文献和前人研究成果的基础上,从储油罐自燃机理出发,采用有限元分析、计算机模拟和导热反演算法相结合的研究方法,提出了基于导热反问题的储油罐自燃灾害探测的理论研究方法。论文从储油罐自燃机理研究出发,验证储罐内壁腐蚀物中硫化亚铁的存在,并拟合硫化亚铁自燃过程的温度变化曲线。然后,结合有限元法和导热理论,建立储油罐自燃过程的有限元模拟,通过对模型进行加载求解,得出储油罐整个自燃过程中任意时刻的三维温度场及任意路径下的二维温度变化曲线;并通过改变自燃灾源参数、保温层厚度、所处环境温度及空气对流系数等边界条件对模型进行反复计算,分析在不同影响因素下含自燃灾害储油罐温度场变化的规律,总结其对外壁面异常区域的温度分布和自燃灾源探测的影响,实现了温度场可视化三维输出。最后,针对导热反问题,运用反演算法对不同情况下的储油罐自燃灾害进行反演识别和信息评估,并与已有温度场数据进行对比验证,结果证明了该自燃灾害探测研究方法的有效性。基于储油罐自燃机理,将有限元分析与导热反问题相结合,对储油罐自燃过程的温度场进行模拟研究。论文提出了储油罐自燃的有限元模型,经过导热运算和反问题研究,分别证明了储罐温度场动态模型和导热反演算法是可行的,为储油罐自燃灾害实现无损检测提供理论基础。