LNG动力船风险分析论文

一、LNG动力船风险致因分析

结合图1可知，在LNG燃料动力船中，9种基础事件最容易发生风险即事故树中出现次数最多的三个事件为：P3（点火源）、P4（LNG泄漏）、P2（LNG储罐超压）。因此本节将从此三方面分析并找出其发生的根本原因。1、LNG泄漏分析LNG泄漏分为3大部分：储罐泄漏、管道泄漏、阀门等附件泄漏。LNG储罐可能因表面裂纹、破损、穿孔等原因造成泄漏。LNG储罐系统的阀门、法兰、接头和容器与管道的连接处等，是LNG最容易产生泄漏的地方。从人/机系统角度考虑，造成各种LNG泄漏主要有人员失误、设备故障、极端环境、安全管理不当这4方面原因。人员失误主要表现为：①违章指挥、违章操作和误操作；②作业期间，在缺乏有效的联络和指挥的情况下擅自操作；③思想不集中、粗心大意；④发现异常问题不知如何处理；⑤擅自脱离岗位。设备故障主要包括：①设计失误；②设备选材不当；③加工质量差；④施工和安装精度不高；⑤金属部件低温收缩和长时间的磨损、疲劳、腐蚀、老化等原因；⑥安全控制和技术措施失效。⑦LNG储罐、管道等设备设施的保温、隔热等措施失效，将造成LNG的大量蒸发，系统压力上升。极端环境主要包括：①持续高温天气等自然灾害；②船舶触碰事故；③船舶自沉事故。安全管理不当主要包括：①对安装的设备为进行严格的验收；②没有制定完善的安全操作规程；③没有制定严格完整的安全管理规章制度，或执行监督检查制度不严，管理力度不够；④岗位工人生产技能和安全培训不够，对危险品特性缺乏了解，经验不足不能判断异常状况；⑤检修制度不严，对储存设备/安全可靠性缺乏认真的检验分析和评估。2、点火源分析LNG燃料动力船的点火源主要包括以下几方面：2.1船上吸烟少数作业人员，尤其是部分外来人员（如外来施工人员、参观人员等），由于安全意识较差，在LNG燃料动力船内及附近危险地带吸烟的现象是可能出现的。2.2静电放电LNG燃料船在航行、加注过程中，受到搅动、冲击容易产生和积聚静电荷。若管道系统的防静电措施为落实或效果较差，不易及时消除则容易静电累积产生火花2.3电火花和电弧LNG燃料动力船中的供配电系统、仪器仪表控制系统等电气设备，由于设计不合理、安装存在缺陷或防爆等级不匹配等，运行时会因短路、过载、接触不良、散热不良、漏电等，产生电火花、电弧或高温表面，从而可能引发火灾、爆炸事故。2.4其它火源LNG燃料动力船舶及泊位附近水域的其他船只上生活设施用火不当，或排烟口夹带火焰，都有可能引发火灾爆炸事故。3、储罐超压分析LNG储罐超压由以下原因引起：船舶航行、LNG充装作业中，人为操作失误。LNG燃料加注过程中，当充装的LNG与罐内原有LNG存在密度差、组分差异时，有可能导致LNG分层翻滚，从而导致LNG储罐超压。船上发生碰撞、搁浅、高空物体坠落等突发事件时，LNG储罐受到冲击，也可能导致储罐内部压力增大。在极端高温情况下，LNG储罐保温装置失效，也可能引发LNG储罐内部压力增大。

二、风险控制方案

1、LNG泄漏控制方案对LNG泄漏控制主要要从设备的设计、制造、管理等方面采取控制方案，具体如下：①储罐按GB150等压力容器标准设计，同时考虑船舶的附加动态载荷；②罐内设置防波板，以防晃荡对储罐造成损伤；③对鞍座、内外罐支撑结构评估时，应建立详细的计算模型，开展应力分析，确保支撑结构安全；④储罐与船体采用非刚性连接，则可降低船体的变形对燃料罐的影响；⑤燃气管路上应尽量避免使用法兰接头，如确不可行，应将其置于阀箱内；⑥储罐连接接头空间需气密、保压或通风，采用低温材料，并对船舶钢板隔热处理；⑦储罐主阀探测到气体泄露时能自动关闭，深冷阀件设置在“冷箱”内，并在可能泄漏位置设置集液盘；⑧为防止加注时的意外对储罐造成损伤，应在加注管上设置紧急脱离装置或拉断阀。2、点火源控制方案从避免可燃气体、氧气和点火源在同一场所的角度，提出以下控制方案：①机舱周围舱室是没有特殊要求的普通机器处所；②用于推进和操控的电站必须分开布置在2个或以上的相互独立的机舱；③燃气舱安全泄放阀出口布置在远离工作区域和走道的处所；④合理布置机舱内的燃气管路，尽量使其接头、阀件处于相对较高的位置；⑤船上尽可能采用不燃材料。3、储罐超压控制方案从储罐及其控压安全附件的设计、布置等方面，提出以下控制措施：①应设定船用燃料罐的合理充装极限，并设施高液位报警和关闭装置；②以正确的频率检查测试安全阀等安全设备；③首次充装应使用液氮作为介质，其目的是用于储罐降温，并测试相关报警和安全控制的功能；④为防止软管布置不利造成燃料罐加注时压力不稳定，应采用合理的软管布置方案；⑤为减少燃料加注时由于温度不对等，导致LNG迅速蒸发超压的现象，应设定温度测量装置以控制充装程序；⑥气罐压力释放阀的位置，应当在国内相关范围的充装极限下，当船舶处于横倾15°和纵倾5°情况下，压力释放阀的位置仍处于气相空间内。

三、结论

结合事故树理论分析可知，在我国LNG动力燃料船运营过程中，最容易发生事故的因素为LNG泄漏、点火源和储罐超压三种基础事件。造成各种LNG泄漏主要有人员失误、设备故障、极端环境、安全管理不当这4方面原因；点火源主要来自于线路的老化或外来火种；储罐超压主要来自加注过程中密度组分不同或外力的冲击。针对三种基础事件给予了风险控制方案，可为LNG燃料动力船的安全营运提供参考及借鉴。

作者：孙浩 崔振威 谢澄 孔祥琦