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

1、相對石油和煤更加潔凈、高效、廉價的天然氣已經(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，中國東南沿海地區(qū)對天然氣的需求量很大，通過LNG船（LNG Carrier）大量海運進(jìn)口液化天然氣（Liquefied Natural Gas，LNG）是滿足東南沿海地區(qū)對于液化天然氣的需求的重要途徑。LNG船是在-163℃超低溫下運輸液化天然氣的專用船舶，擁有LNG船設(shè)計建造的的自主技術(shù)與知識產(chǎn)權(quán)是中國國家能源戰(zhàn)略實施的重大步驟，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，易燃易爆和1：600的氣化比例的高危特點，因此LNG船液貨系統(tǒng)具有很高的風(fēng)險。為了降低風(fēng)險，必須為LNG船液貨系統(tǒng)配置高可靠的安全系統(tǒng)。本文基于這一點，從LNG船液貨安全系統(tǒng)設(shè)計角度做了如下工作。 一、介紹了LNG船液貨系統(tǒng)組成與風(fēng)險。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)計方法，并提出了LNG船液貨安全系統(tǒng)設(shè)計規(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)域的功能安全國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61511，進(jìn)行LNG船液貨安全系統(tǒng)的設(shè)計。 二、介紹了功能安全國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61511的發(fā)展與應(yīng)用，并著重闡述了IEC61511的兩個重要概念：安全完整性等級（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)計的理論基礎(chǔ)。 三、介紹了兩種危險和風(fēng)險分析的方法

4、：危險與可操作性分析（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在獲得危險事件以及其所造成的風(fēng)險后果，同時利用事件樹分析來計算風(fēng)險發(fā)生的概率。針對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)的泄漏三個因素進(jìn)行危險和風(fēng)險分析。 四、遵循IEC61511對LNG船液貨罐液位安

5、全系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。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，啟動泵塔中兩個卸貨泵井底部的液貨泵排出液貨LNG。期望安全完整性等級為SIL3。 五、通過可靠性框圖對設(shè)計的安全系統(tǒng)進(jìn)行安全完整性等級驗證。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?；趫?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)計要求。 從對LNG船液