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内河柴油-LNG双燃料动力船舶风险分析

朱培培  
【摘要】:随着石油资源的日益匮乏、石油价格的不断上涨以及人类环保意识的逐渐增强,低碳节能环保成为当前船舶技术进步的主题。人们正在从各个方面努力寻求理想的解决方案,如更合理的船舶结构、更清洁的燃料、更高效的动力推进系统,等等。其中以液化天然气(LNG)为燃料并采用柴油-LNG双燃料发动机为动力推进系统的应用是其中备受关注的一个方面,越来越多的基于气体燃料船舶的全新设计在市场中出现。因其在资源、成本、环保等方面具有显著的优势,柴油-LNG双燃料动力船舶具有广泛的应用前景。由于LNG作为燃料的特殊性,其一旦发生泄漏,可能造成火灾爆炸的危险,因此进行柴油-LNG双燃料动力船舶的风险分析尤为重要。本文在对内河柴油-LNG双燃料动力船舶风险识别的基础之上,从三大方面对双燃料动力船舶的风险展开分析,包括燃料加注过程的风险分析、机舱安全风险分析以及LNG动力船舶航行过程中发生碰撞事故对气罐产生影响的分析,通过分析,得出了一些有益的结论。本文主要研究工作如下:(1)对内河柴油-LNG双燃料动力船舶的风险进行识别,对引发LNG动力船舶泄漏和火灾爆炸事故的因素进行了归纳,包括可燃气体泄漏因素、火源产生因素和避险措施失效的因素。(2)运用事故树分析方法,对LNG双燃料动力船舶在加注过程中的风险进行识别并进行定性分析,根据事故可能的发生途径,提出相应的安全对策。根据重大危险源定量风险评价的泄漏概率和相关统计公式得到燃料加注过程中管系发生泄漏的概率。(3)对加注过程LNG发生泄漏事故的后果进行了预测。包括利用高斯模型结合matlab软件,对加注过程管系发生泄漏时可燃气体浓度在5%-15%的范围进行预测;运用池火模型计算加注过程LNG泄漏形成池火的热辐射危险距离;采用TNT当量法和超压准则对加注过程发生蒸气云爆炸的危害范围进行预测。(4)对LNG双燃料动力船舶机舱安全进行了评估分析,选取“双燃料动力船舶机舱火灾爆炸”为顶事件建立事故树,通过专家分析法和模糊集理论得到本质安全型机舱和增强安全型机舱基本事件发生概率和顶事件发生概率,评估了两类机舱的安全性。(5)运用MSC.dytran软件分析内河柴油-LNG双燃料动力散货船在发生碰撞事故时,对尾部开敞甲板上的气罐产生的影响。选取两艘内河散货船,通过软件模拟得出LNG动力船舶在发生追尾和舷侧侧向垂直碰撞(沿气罐轴线方向)时船体结构、气罐和气罐基座的响应情况,对发生碰撞事故时尾部开敞甲板上气罐的安全性进行评估。


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