LNG动力船机舱阀箱危险识别研究

(武汉船舶职业技术学院，湖北武汉 430050 )

基于风险评估方法(Risk based technology)是目前世界上获得广泛采用的一种船舶安全设计的工程技术方法。本文将采用风险评估体系作为LNG动力船机舱阀箱安全评估的方法。该风险评估的基本步骤包括：危险识别、风险分析、风险控制方案、结论和建议。

危险识别目的主要是对所评估的空间、系统或装置中可能存在的所有危险和有害因素进行识别，然后使用定性评价方法将这些危险按照风险程度排列，以利于将处于不可接受范围区域的危险进行进一步风险分析和提出相应的控制方案。

用于危险因素识别的方法一般包括发挥想像和采用标准分析相结合，以便尽可能的识别出所有可能存在的危险。发挥想象在于保证识别过程是积极的，如成立危险因素识别小组，以便找出事故和有关危险的原因和产生的影响。标准分析技术是采用一定形式，且具有特定项目内容的图表来寻找危险源的分析方法，如故障假设分析、故障树分析、事件树分析、故障类型及影响分析、预先危险性分析、危险与可操纵性分析、故意障假设分析等等。

安全机舱危险源有很多处所，比如：阀箱、阻火器、法兰接头、调压阀等。本文着重介绍阀箱危险识别的过程。

1 阀箱危险及有害因素的辨识

危险及有害因素的识别实际是通过危险与可操作性研究、现场调查分析+故障假设法、专家识别法以及故障树分析法进行阀箱危险因素的识别。

1.1 阀箱危险与可操作性研究

首先成立分析小组，分析小组对阀箱布置图(如图1所示)进行分析研究，然后通过危险与可操纵性研究法对阀箱进行初步危险因素的识别。分析结果如表1所示。

图1 LNG动力船安全型机舱阀箱布置图

工艺参数偏差可能原因管路压力过高(MORE)过低(LESS)管路杂质堵塞调压阀失效电磁切断阀失效过滤器堵塞手动关闭阀操作故障管壁粗糙管路破损法兰接头关不严或破损压力表接头不严或破损调压表破损电磁切断阀破损过滤器破损手动关闭阀破损

1.2 阀箱现场调查+故障假设分析

通过对某LNG燃料动力试点船舶(安全型机舱)的调研，采用类比的方法，对阀箱进行进一步的危险识别。阀箱危险因素识别结果如表2 所示。

表2LNG动力船燃气管路危险识别

区域：燃气管路系统 识别日期：2017年12 月17日

分析人员：罗红英(教授)、汪行、刘锋

序号问题后果/危险1阀箱破损防护失效2透气管破损防护失效3手动截止阀破损燃气泄漏于阀箱中4过滤器破损燃气泄漏于阀箱中5测量仪表接头破损燃气泄漏于阀箱中6调压阀破损燃气泄漏于阀箱中7电磁阀破损燃气泄漏于阀箱中8法兰接头关不严或破损燃气泄漏于阀箱中9弯管破损燃气泄漏于阀箱中10电路绝缘皮破损火源激发

1.3 阀箱专家评议故障树分析法

通过危险与可操作研究和现场调查与故障假设分析，阀箱的危险因素已经得到较好识别，但还存在一些疏漏，有必要组织HAZID专题讨论会。

采用故障树分析，通过确定顶事件，以逻辑推理的方式，可以较为全面地识别阀箱的危险因素。故障树分析分两个步骤，先分析人员发挥主观想象，初步建立故障树；然后，结合危险与可操作性研究方法、现场调查+故障假设分析及专家评议的研究结果，对故障树进行建立，从而全面地识别LNG动力船安全型机舱阀箱危险因素。

对于故障树的分析是把失效状况用到最低层次的项目中，根据图2至图6可知，“阀箱气体燃烧爆炸”是由“燃气泄漏”、“激发火源”和“保护措施失效”因素构成，并且在燃烧爆炸极限条件下发生。究其原因，燃气泄漏、激发火源和保护措施失效事件又是由各种因素构成。通过进一步层次分析，可得出引发顶层事件的基本事件。

图2 阀箱气体燃烧故障树

图3 阀箱管内燃烧爆炸故障树

图4 阀箱内燃烧爆炸故障树

图5 阀箱外燃烧爆炸故障树

图6 阀箱气体泄漏故障树

阀箱范围内典型的基本事件如表3 所示。

表3 引发阀箱燃烧爆炸的基本事件

2 阀箱评价单元划分

从引发阀箱燃烧爆炸的基本事件看，其危害包括燃气泄露、激发火源以及保护措施失效，这三种危害共同构成了阀箱燃烧爆炸事故。除此之外，从设备布局看，手动关闭阀、过滤器、调压阀、电磁切断阀、仪表、管路置于阀箱中，组成有机整体。因此可以将阀箱作为一个单元进行危险识别与分析。

3 确定阀箱主要危险因素

由于各种失效状况的风险互不相同，因此在确定危险源后，利用风险指数(R.I.)进行衡量，如表4阀箱危险识别工作表所示。根据每个危险因素的风险指数值的大小，将各个危险因素进行排序，并将处于不可接受范围内的危险因素作为阀箱的主要危险因素，以便进行后续的风险分析。阀箱危险优先次序表如表5所示。

表4 阀箱危险识别(HAZID)工作表

表5 阀箱危险优先次序表

4 研究结论

通过本文研究，可以得出如下结论：对于增强型机舱阀箱共识别了13个危险源，涉及装置故障及环境因素；根据严重性和概率级别的定义，9种危险被列为不可接受的风险水平，考虑了高层分析和初步的定性排序后，这9种危险值得进行更详细的评估，以确定问题的实际情况和对风险作更细致的推断；4种危险列在风险的ALARP区。随着天燃气燃料动力船的日益增多，安全越来越成为行业关注的重点，本文通过对阀箱的安全评估的研究，为机舱阻火器、法兰接头、调压阀及船舶其它处所的安全评估提供一种行之有效的综合评价方法。