基于IEC61511的LNG船液貨安全系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、相對(duì)石油和煤更加潔凈、高效、廉價(jià)的天然氣已經(jīng)逐漸成為了世界能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分?，F(xiàn)階段，中國(guó)東南沿海地區(qū)對(duì)天然氣的需求量很大，通過LNG船（LNG Carrier）大量海運(yùn)進(jìn)口液化天然氣（Liquefied Natural Gas，LNG）是滿足東南沿海地區(qū)對(duì)于液化天然氣的需求的重要途徑。LNG船是在-163℃超低溫下運(yùn)輸液化天然氣的專用船舶，擁有LNG船設(shè)計(jì)建造的的自主技術(shù)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)是中國(guó)國(guó)家能源戰(zhàn)略實(shí)施的重大步驟，其意義不容小覷

2、。 LNG船液貨系統(tǒng)是LNG船的關(guān)鍵部分。LNG具有超低溫沸點(diǎn)，易燃易爆和1：600的氣化比例的高危特點(diǎn)，因此LNG船液貨系統(tǒng)具有很高的風(fēng)險(xiǎn)。為了降低風(fēng)險(xiǎn)，必須為L(zhǎng)NG船液貨系統(tǒng)配置高可靠的安全系統(tǒng)。本文基于這一點(diǎn)，從LNG船液貨安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度做了如下工作。 一、介紹了LNG船液貨系統(tǒng)組成與風(fēng)險(xiǎn)。說明了LNG船液貨系統(tǒng)配置相關(guān)安全系統(tǒng)的必要性。闡述了安全系統(tǒng)的概念以及設(shè)計(jì)方法，并提出了LNG船液貨安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范化與標(biāo)

3、準(zhǔn)化的要求，提出了利用遵循廣泛應(yīng)用在過程工業(yè)領(lǐng)域的功能安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61511，進(jìn)行LNG船液貨安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 二、介紹了功能安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61511的發(fā)展與應(yīng)用，并著重闡述了IEC61511的兩個(gè)重要概念：安全完整性等級(jí)（Safety Integrity Level，SIL）和安全生命周期（Safety Lifecycle）。這是之后進(jìn)行LNG船液貨安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。 三、介紹了兩種危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)分析的方法

4、：危險(xiǎn)與可操作性分析（HAZOP，Hazard and Operation Analysis）與事件樹分析（ETA，Event Tree Analysis）。本文使用了HAZOP與事件樹分析的綜合方法，利用HAZOP在獲得危險(xiǎn)事件以及其所造成的風(fēng)險(xiǎn)后果，同時(shí)利用事件樹分析來計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率。針對(duì)LNG船液貨系統(tǒng)的液貨罐壓力、液貨罐液位以及液貨管網(wǎng)的泄漏三個(gè)因素進(jìn)行危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn)分析。 四、遵循IEC61511對(duì)LNG船液貨罐液位安

5、全系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。安全功能為：當(dāng)液貨罐液位過高（達(dá)到并超過液貨罐總?cè)莘e的98.7％）時(shí)，啟動(dòng)泵塔中兩個(gè)卸貨泵井底部的液貨泵排出液貨LNG。期望安全完整性等級(jí)為SIL3。 五、通過可靠性框圖對(duì)設(shè)計(jì)的安全系統(tǒng)進(jìn)行安全完整性等級(jí)驗(yàn)證。提出了基于執(zhí)行器的冗余配置，基于傳感器執(zhí)行器的冗余配置和基于執(zhí)行器、傳感器的冗余配置三種改進(jìn)方案。基于執(zhí)行器、傳感器的冗余配置的改進(jìn)方案使得LNG船液貨罐液位安全系同達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 從對(duì)LNG船液