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LNG船安全系统设计研究

王德云  
【摘要】: 液化天然气(Liquefied natural gas)简称LNG,被公认是地球上最干净的能源。LNG是天然气资源应用的一种重要形式,其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理,然后经一连串超低温液化后,最后利用液化天然气船来运送。我国拥有丰富的天然气资源,加快发展我国天然气工业,对缓解我国能源供需矛盾,优化能源结构,改善生态环境,加快城市化建设,提高人民生活质量,保持国民经济健康发展,都具有重要和深远的战略意义。 LNG船是在-163℃超低温下运输液化天然气的专用船舶,由于LNG的超低温沸点、易燃易爆和1:600的气化比例等高危特点,因此LNG船的安全系统设计尤为重要,直接关系到LNG船的安全运营。 LNG船的安全系统包括紧急关断系统(ESD)和火气探测系统(FG)两部分,目前国际上并没有用于指导LNG船安全系统设计的专用标准,本文针对LNG船的安全系统的设计进行了研究,主要工作包括以下四个方面: 一、对安全系统的发展状况进行了研究,了解安全系统的发展趋势。通过分析LNG船存在的风险,说明了LNG船配置安全系统的必要性。 二、阐述了安全系统的概念和组成,比较安全系统和基本过程控制系统的区别,介绍了安全系统的设计方法,包括风险分析、安全完整性等级的确定和验证等,为LNG船安全系统设计提供理论指导。 三、对LNG船进行风险分析,然后对LNG船的紧急关断系统(ESD)和火气探测系统(FG)进行了分析设计,并以LNG船分离器安全仪表系统的设计为例,详细介绍了安全系统的分析和设计过程,并对其安全系统设计进行改进,经验证,该安全仪表系统设计完全满足系统安全要求。 四、Markov方法是应用于系统可靠性分析中的一种十分有效的方法,本文采用Markov方法对LNG船液货液位控制系统的可靠性进行了初步分析,运用Markov法建立系统的状态转移矩阵,计算出系统的可靠性概率,为进一步科学地评价LNG船液货系统的可靠性打下了基础。


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