LNG動力船機(jī)艙閥箱危險識別研究

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430050 )

基于風(fēng)險評估方法(Risk based technology)是目前世界上獲得廣泛采用的一種船舶安全設(shè)計的工程技術(shù)方法。本文將采用風(fēng)險評估體系作為LNG動力船機(jī)艙閥箱安全評估的方法。該風(fēng)險評估的基本步驟包括：危險識別、風(fēng)險分析、風(fēng)險控制方案、結(jié)論和建議。

危險識別目的主要是對所評估的空間、系統(tǒng)或裝置中可能存在的所有危險和有害因素進(jìn)行識別，然后使用定性評價方法將這些危險按照風(fēng)險程度排列，以利于將處于不可接受范圍區(qū)域的危險進(jìn)行進(jìn)一步風(fēng)險分析和提出相應(yīng)的控制方案。

用于危險因素識別的方法一般包括發(fā)揮想像和采用標(biāo)準(zhǔn)分析相結(jié)合，以便盡可能的識別出所有可能存在的危險。發(fā)揮想象在于保證識別過程是積極的，如成立危險因素識別小組，以便找出事故和有關(guān)危險的原因和產(chǎn)生的影響。標(biāo)準(zhǔn)分析技術(shù)是采用一定形式，且具有特定項(xiàng)目內(nèi)容的圖表來尋找危險源的分析方法，如故障假設(shè)分析、故障樹分析、事件樹分析、故障類型及影響分析、預(yù)先危險性分析、危險與可操縱性分析、故意障假設(shè)分析等等。

安全機(jī)艙危險源有很多處所，比如：閥箱、阻火器、法蘭接頭、調(diào)壓閥等。本文著重介紹閥箱危險識別的過程。

1 閥箱危險及有害因素的辨識

危險及有害因素的識別實(shí)際是通過危險與可操作性研究、現(xiàn)場調(diào)查分析+故障假設(shè)法、專家識別法以及故障樹分析法進(jìn)行閥箱危險因素的識別。

1.1 閥箱危險與可操作性研究

首先成立分析小組，分析小組對閥箱布置圖(如圖1所示)進(jìn)行分析研究，然后通過危險與可操縱性研究法對閥箱進(jìn)行初步危險因素的識別。分析結(jié)果如表1所示。

圖1 LNG動力船安全型機(jī)艙閥箱布置圖

工藝參數(shù)偏差可能原因管路壓力過高(MORE)過低(LESS)管路雜質(zhì)堵塞調(diào)壓閥失效電磁切斷閥失效過濾器堵塞手動關(guān)閉閥操作故障管壁粗糙管路破損法蘭接頭關(guān)不嚴(yán)或破損壓力表接頭不嚴(yán)或破損調(diào)壓表破損電磁切斷閥破損過濾器破損手動關(guān)閉閥破損

1.2 閥箱現(xiàn)場調(diào)查+故障假設(shè)分析

通過對某LNG燃料動力試點(diǎn)船舶(安全型機(jī)艙)的調(diào)研，采用類比的方法，對閥箱進(jìn)行進(jìn)一步的危險識別。閥箱危險因素識別結(jié)果如表2 所示。

表2LNG動力船燃?xì)夤苈肺ｋU識別

區(qū)域：燃?xì)夤苈废到y(tǒng) 識別日期：2017年12 月17日

分析人員：羅紅英(教授)、汪行、劉鋒

序號問題后果/危險1閥箱破損防護(hù)失效2透氣管破損防護(hù)失效3手動截止閥破損燃?xì)庑孤┯陂y箱中4過濾器破損燃?xì)庑孤┯陂y箱中5測量儀表接頭破損燃?xì)庑孤┯陂y箱中6調(diào)壓閥破損燃?xì)庑孤┯陂y箱中7電磁閥破損燃?xì)庑孤┯陂y箱中8法蘭接頭關(guān)不嚴(yán)或破損燃?xì)庑孤┯陂y箱中9彎管破損燃?xì)庑孤┯陂y箱中10電路絕緣皮破損火源激發(fā)

1.3 閥箱專家評議故障樹分析法

通過危險與可操作研究和現(xiàn)場調(diào)查與故障假設(shè)分析，閥箱的危險因素已經(jīng)得到較好識別，但還存在一些疏漏，有必要組織HAZID專題討論會。

采用故障樹分析，通過確定頂事件，以邏輯推理的方式，可以較為全面地識別閥箱的危險因素。故障樹分析分兩個步驟，先分析人員發(fā)揮主觀想象，初步建立故障樹；然后，結(jié)合危險與可操作性研究方法、現(xiàn)場調(diào)查+故障假設(shè)分析及專家評議的研究結(jié)果，對故障樹進(jìn)行建立，從而全面地識別LNG動力船安全型機(jī)艙閥箱危險因素。

對于故障樹的分析是把失效狀況用到最低層次的項(xiàng)目中，根據(jù)圖2至圖6可知，“閥箱氣體燃燒爆炸”是由“燃?xì)庑孤?、“激發(fā)火源”和“保護(hù)措施失效”因素構(gòu)成，并且在燃燒爆炸極限條件下發(fā)生。究其原因，燃?xì)庑孤?、激發(fā)火源和保護(hù)措施失效事件又是由各種因素構(gòu)成。通過進(jìn)一步層次分析，可得出引發(fā)頂層事件的基本事件。

圖2 閥箱氣體燃燒故障樹

圖3 閥箱管內(nèi)燃燒爆炸故障樹

圖4 閥箱內(nèi)燃燒爆炸故障樹

圖5 閥箱外燃燒爆炸故障樹

圖6 閥箱氣體泄漏故障樹

閥箱范圍內(nèi)典型的基本事件如表3 所示。

表3 引發(fā)閥箱燃燒爆炸的基本事件

2 閥箱評價單元劃分

從引發(fā)閥箱燃燒爆炸的基本事件看，其危害包括燃?xì)庑孤丁⒓ぐl(fā)火源以及保護(hù)措施失效，這三種危害共同構(gòu)成了閥箱燃燒爆炸事故。除此之外，從設(shè)備布局看，手動關(guān)閉閥、過濾器、調(diào)壓閥、電磁切斷閥、儀表、管路置于閥箱中，組成有機(jī)整體。因此可以將閥箱作為一個單元進(jìn)行危險識別與分析。

3 確定閥箱主要危險因素

由于各種失效狀況的風(fēng)險互不相同，因此在確定危險源后，利用風(fēng)險指數(shù)(R.I.)進(jìn)行衡量，如表4閥箱危險識別工作表所示。根據(jù)每個危險因素的風(fēng)險指數(shù)值的大小，將各個危險因素進(jìn)行排序，并將處于不可接受范圍內(nèi)的危險因素作為閥箱的主要危險因素，以便進(jìn)行后續(xù)的風(fēng)險分析。閥箱危險優(yōu)先次序表如表5所示。

表4 閥箱危險識別(HAZID)工作表

表5 閥箱危險優(yōu)先次序表

4 研究結(jié)論

通過本文研究，可以得出如下結(jié)論：對于增強(qiáng)型機(jī)艙閥箱共識別了13個危險源，涉及裝置故障及環(huán)境因素；根據(jù)嚴(yán)重性和概率級別的定義，9種危險被列為不可接受的風(fēng)險水平，考慮了高層分析和初步的定性排序后，這9種危險值得進(jìn)行更詳細(xì)的評估，以確定問題的實(shí)際情況和對風(fēng)險作更細(xì)致的推斷；4種危險列在風(fēng)險的ALARP區(qū)。隨著天燃?xì)馊剂蟿恿Υ娜找嬖龆啵踩絹碓匠蔀樾袠I(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，本文通過對閥箱的安全評估的研究，為機(jī)艙阻火器、法蘭接頭、調(diào)壓閥及船舶其它處所的安全評估提供一種行之有效的綜合評價方法。