柴油—LNG內(nèi)河散貨船風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別研究

摘 要：本文在介紹危險(xiǎn)識(shí)別的方法基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)對(duì)柴油-LNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)改裝船舶的系統(tǒng)綜合分析，識(shí)別出各類(lèi)潛在危險(xiǎn)可能對(duì)船舶因改裝為柴油-LNG雙燃料船舶后所構(gòu)成的安全威脅，運(yùn)用故障樹(shù)和事件樹(shù)方法分別分析LNG儲(chǔ)氣罐和機(jī)艙火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)后果，得出減少事故發(fā)生的措施。

關(guān)鍵詞：LNG 內(nèi)河 風(fēng)險(xiǎn) 識(shí)別

柴油-LNG船舶是利用柴油作為發(fā)動(dòng)燃料，而后運(yùn)行過(guò)程中使用天然氣作為燃料的雙燃料船舶。現(xiàn)有船舶均以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為主，船舶應(yīng)用雙燃料后，在保持原有柴油機(jī)結(jié)構(gòu)和燃燒方式不變的前提下，只需增加一套LNG供氣系統(tǒng)和柴油—LNG雙燃料電控噴射系統(tǒng)，通過(guò)電子轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，即可實(shí)現(xiàn)單純柴油燃料狀態(tài)下和天然氣雙燃料狀態(tài)下兩種運(yùn)行模式，技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可靠、節(jié)能環(huán)保、市場(chǎng)潛力巨大，具有廣闊的開(kāi)發(fā)價(jià)值。

改裝后的船舶甲板上安放了LNG儲(chǔ)氣罐，其主要成分為甲烷，當(dāng)濃度達(dá)到5%~15%時(shí)，存在火災(zāi)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。所謂風(fēng)險(xiǎn)，是指在一定的時(shí)間內(nèi)，由于系統(tǒng)行為的不確定性(主要指發(fā)生了意料之外的事故)給人類(lèi)帶來(lái)危害的可能性。這里所指的危害包括經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡和環(huán)境破壞三個(gè)方面。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1987 ~1992年期間，所有在船舶上死亡的人數(shù)，有超過(guò)三分之一是由于火災(zāi)造成的，因此，對(duì)船舶進(jìn)行泄漏后火災(zāi)事故的風(fēng)險(xiǎn)分析是很有必要的。

油改氣階段性成果

2011年7月，柴油—LNG雙動(dòng)力實(shí)船改造再傳喜訊，由蕪湖市港航管理局與中油嘉潤(rùn)公司合作承擔(dān)的交通運(yùn)輸部海事局LNG船舶改造項(xiàng)目試航成功。近一年來(lái)，我國(guó)政府主管部門(mén)和船舶相關(guān)企業(yè)在該領(lǐng)域頻頻試水，取得諸多成果。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了拖輪、散貨船、游船、漁政船等船型的LNG改裝試驗(yàn)。正如一位業(yè)內(nèi)專(zhuān)家所說(shuō)：“國(guó)內(nèi)已經(jīng)掌握發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的成熟技術(shù)?！?/p>

風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方法

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是建立在大量的考察工作之上的，在收集豐富的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)并加以分析之后，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作才能開(kāi)展。危險(xiǎn)識(shí)別是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作的第一步，可以定性的給出需要改進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)的建議，也可以在此基礎(chǔ)上深入的分析，最終將風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)果量化。分險(xiǎn)識(shí)別的方法有很多種，以下主要介紹兩種方法：

1、故障樹(shù)分析法（Fault Tree Analysis，F(xiàn)TA）

FTA是安全系統(tǒng)工程與風(fēng)險(xiǎn)分析中最重要的分析方法之一。FTA選擇一個(gè)最不希望發(fā)生的事件作為頂事件，把它作為第一級(jí)并找出導(dǎo)致頂事件發(fā)生的諸多直接因素，把它作為第二級(jí)，并列的畫(huà)在頂事件的下面，并且用恰當(dāng)?shù)倪壿嬮T(mén)聯(lián)結(jié)，采用同樣的方法，對(duì)第二級(jí)的各個(gè)因素進(jìn)行建樹(shù)，直到把底事件畫(huà)到樹(shù)的最下一行，這樣就形成了一棵自上而下倒立的樹(shù)形圖。

2、事件樹(shù)分析方法（(Event Tree Analysis，ETA)

ETA是一種邏輯演繹法，它在一個(gè)初因事件的情況下，分析此初因事件可能導(dǎo)致的各種序列的結(jié)果，從而定性或定量的評(píng)價(jià)系統(tǒng)的特性。

事件樹(shù)分析方法的優(yōu)點(diǎn)是：(1)可以用簡(jiǎn)單圖示方法給出危險(xiǎn)發(fā)生的全過(guò)程，簡(jiǎn)單明了；(2)能對(duì)潛在的危險(xiǎn)給出一定程度的估計(jì)，能明確危險(xiǎn)擴(kuò)大的原因及危險(xiǎn)發(fā)生概率的大小關(guān)系；(3)事件樹(shù)分析可進(jìn)行事故序列發(fā)生概率的計(jì)算等定量分析。

柴油-LNG內(nèi)河散貨船危險(xiǎn)識(shí)別

1、柴油-LNG內(nèi)河散貨船有害因素識(shí)別

柴油-LNG內(nèi)河散貨船與普通內(nèi)河散貨船相比，使用了柴油-LNG的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，由于LNG易燃、易爆的特性，因此本文著重對(duì)柴油-LNG動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行危險(xiǎn)識(shí)別。

2、柴油-LNG內(nèi)河散貨船風(fēng)險(xiǎn)分析

2.1燃?xì)庑孤讹L(fēng)險(xiǎn)分析

LNG發(fā)生泄漏主要有兩類(lèi)模式：一類(lèi)是LNG管路的泄漏，包括軟管、各種閥門(mén)、壓力表、法蘭、管路等；另一類(lèi)則是罐體或罐體上的設(shè)備，包括泄壓閥、安全閥等的泄漏。

發(fā)生泄漏事故后，周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生大量的蒸發(fā)氣并和空氣形成混合蒸發(fā)氣，該混合蒸發(fā)氣對(duì)人員的危害程度取決于蒸發(fā)氣的濃度和人員與蒸發(fā)氣接觸的時(shí)間長(zhǎng)短等因素，當(dāng)蒸發(fā)氣濃度大于1000 mg/m3 時(shí)，人員就受到輕度危害；當(dāng)蒸發(fā)氣濃度大于17990 mg/m3 時(shí)，人員就會(huì)受到中度危害(頭暈、頭痛、興奮或嗜睡，惡心、嘔吐、脈緩，嚴(yán)重時(shí)麻醉、記憶喪失)。當(dāng)氣體泄漏后濃度達(dá)到5%~15%范圍且遇到明火時(shí)，即發(fā)生爆炸。

2.2火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)分析

在LNG特性中，一個(gè)固有的安全因素是天然氣氣態(tài)時(shí)密度小，如果局部泄漏，由于自然浮力和快速擴(kuò)散，將從泄漏處上升飄走，積存可燃混合氣體的可能性很小，不易造成嚴(yán)重后果。若LNG泄漏量較大，在罐區(qū)周?chē)纬商烊粴庹魵庠?，將達(dá)到爆炸極限。由于其最小點(diǎn)火能為0.28 mJ，在大于此能量的點(diǎn)火源存在的條件下就會(huì)發(fā)生爆燃、轟燃，即蒸氣云團(tuán)爆炸。此種加壓儲(chǔ)存的可燃液化氣體突然瞬間泄漏時(shí)，遇到火源發(fā)生劇烈的燃燒，產(chǎn)生巨大的火球，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，稱(chēng)為沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸。

火源出現(xiàn)的形式主要有明火、電火花、雷擊放電、靜電。

LNG儲(chǔ)氣罐火災(zāi)爆炸事故樹(shù)法風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

由于LNG儲(chǔ)氣罐中儲(chǔ)存的可燃?xì)怏w屬于易燃易爆品，密度小、爆炸范圍寬，一旦發(fā)生燃燒爆炸事故，就會(huì)造成人財(cái)兩傷的嚴(yán)重?fù)p失。所以，如何預(yù)防儲(chǔ)氣罐發(fā)生火災(zāi)爆炸事故是安全管理的重點(diǎn)。對(duì)其進(jìn)行安全評(píng)價(jià)，控制事故的發(fā)生，有著積極的意義。

1、LNG儲(chǔ)氣罐火災(zāi)爆炸事故樹(shù)

事故樹(shù)分析又稱(chēng)故障樹(shù)分析，是一種演繹的系統(tǒng)安全分析方法。它從要分析的特定事故或故障(頂事件)開(kāi)始，通過(guò)對(duì)既定的生產(chǎn)系統(tǒng)或作業(yè)中可能出現(xiàn)的事故條件及可能導(dǎo)致的災(zāi)害后果，按照工藝流程、先后次序和因果關(guān)系繪制事故樹(shù)圖，表示出導(dǎo)致災(zāi)害、傷害事故的各種因素間的邏輯關(guān)系，層層分析其發(fā)生的原因，進(jìn)行結(jié)構(gòu)重要度的計(jì)算，找出事故的基本原因，即故障樹(shù)的底事件為止，并確定各個(gè)基本事件在導(dǎo)致事故發(fā)生過(guò)程中的重要程度。

事故樹(shù)分析法最突出的優(yōu)點(diǎn)是可以評(píng)價(jià)出事故發(fā)生的概率和找出事故的直接原因事件，并可以分析出事故的潛在原因事件。

2、結(jié)構(gòu)重要度分析

結(jié)構(gòu)重要度分析是從事故樹(shù)結(jié)構(gòu)上分析各基本事件的重要程度，即在不考慮各基本事件的發(fā)生概率，或者說(shuō)假定各基本事件的發(fā)生概率都相等的情況下，分析各基本事件的發(fā)生對(duì)頂上事件的發(fā)生所產(chǎn)生的影響程度。

機(jī)艙火災(zāi)與爆炸事件樹(shù)法

船舶火災(zāi)事故主要是由明火、煙火、摩擦火、自然火、電器漏電或接觸不良、靜電釋放、化學(xué)作用等原因引起的。而船舶機(jī)艙發(fā)生火災(zāi)主要有以下幾種類(lèi)型：LNG可燃?xì)怏w泄漏或油艙（柜）、油管內(nèi)的油類(lèi)物質(zhì)泄漏遇熱或遇明火引起火災(zāi)；曲軸箱油物濃度過(guò)高引起火災(zāi)甚至爆炸；機(jī)艙內(nèi)維修用的破布、棉紗等可燃廢棄物處置不當(dāng)誘發(fā)的火災(zāi)；機(jī)艙內(nèi)其他易燃物管理不當(dāng)導(dǎo)致的火災(zāi)；電氣設(shè)備損壞（例如線(xiàn)路老化、絕緣差、接頭處理不當(dāng)、漏電等）以及電器設(shè)備操作不當(dāng)?shù)仍蛞鸬幕馂?zāi)。因此，基于以上造成機(jī)艙火災(zāi)事故主要原因的分析，可編制一些造成機(jī)艙火災(zāi)的事件樹(shù)。

通過(guò)事件樹(shù)圖，我們可以進(jìn)行事故鏈的分析，分別得到不同的事故鏈。只要在工作中使所有引起爆炸、火災(zāi)的事故鏈不能形成或?qū)⑹鹿舒湐嚅_(kāi)，就將避免爆炸與火災(zāi)的發(fā)生。

(作者單位：浙江省海鹽縣港航管理處）