基于模糊综合法的LNG储罐风险评价研究

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  【摘 要】LNG储罐火灾爆炸是最常见和后果影响最严重的事故类型,针对LNG储罐安全存储风险分析具有较强的模糊性,本文采用模糊综合评价方法,从设备、人员、环境和管理四个方面考虑对LNG储罐安全存储的影响,建立LNG储罐风险评价体系。通过模拟计算分析可知,模糊综合法在LNG储罐风险评价中的应用是可行的。
  【关键词】LNG储罐 权重 风险评价 火灾爆炸 模糊综合评价
  【Abstract】 Fire and explosion were the most common and the consequences of the worst affected among LNG storage tank accident types. For LNG storage tank safety risk analysis had strong fuzziness, this paper used fuzzy comprehensive evaluation method, and the risk assessment system of LNG storage tank was set up considering four major aspects form equipment, personnel, environment and management. The simulation analysis showed that fuzzy comprehensive evaluation method in the application of LNG storage tank risk assessment was feasible.
  【Key words】 LNG storage tank;weight;risk assessment;fire and explosion;fuzzy comprehensive evaluation
  液化天然气以其高效、清洁、经济等优点越来越受到青睐,LNG作为一种“环境友好”新能源,市场前景广阔。在整个LNG产业链中,LNG储罐是重要的中转站。同时,LNG具有易燃易爆的危险性,而且储存温度较低,这就需提高储存设备和运输工具的安全性和可靠性。运用模糊数学的原理和方法,对LNG储罐潜在的危险因素进行安全评价,可预防火灾爆炸等重大事故的发生,提出针对性的安全防范措施,保障LNG储罐安全运行,提高LNG储罐系统的安全性,对于LNG行业的安全生产具有十分重要的意义。
  1 LNG储罐火灾爆炸风险分析
  天然气的液态储存一般采用LNG的形式存储,即将天然气液化至沸点以下,在其饱和蒸汽压接近大气压的情况下储存。储存方式主要有地上金属储罐储存和地下混凝土储罐储存等。
  LNG的主要组成成分是甲烷,其储存温度为-162℃,具有低温、易挥发扩散和易燃易爆的特性。泄漏的液化天然气吸收热量蒸发,其蒸气与空气的混合物具有爆炸性,其爆炸极限为5%~15%(体积分数),这时一旦遇到点火源,极易引起火灾爆炸事故。
  LNG在储存过程中存在的火灾爆炸事故主要包括:(1)LNG大量泄漏到地面低洼处形成液池,这时如果在液池周围存在有点火源那么就会引发池火灾;(2)LNG在输送设施、管网内泄漏时马上被点燃产生喷射火;(3)LNG泄漏后形成的蒸气云被点燃产生的闪火;(4)LNG一旦发生泄漏,刚开始比空气重,会在地面低洼的地方积聚并发生初始气化,在气化过程中又从周围环境中不断吸收热量,随着时间推移,天然气的温度逐渐与周围空气接近,并变得比空气轻。在这种状态下,天然气产生的蒸气会随空气流动扩散到其他地方,一旦达到爆炸极限浓度,并遭遇外界点火源,就会引发蒸气云爆炸。
  2 建立评价指标体系
  在LNG储存过程中,储罐的安全存储是设备、人员和环境等因素综合决定的,结合LNG行业的安全标准规范,综合考虑设备状况、人为因素、运行环境和管理因素这四个主要引起储罐发生火灾爆炸事故的因素,建立LNG储罐安全评价指标体系,如图1所示。
  由图1可知,LNG储罐安全评价指标体系总共有18个评判指标,包括设备状况、人为因素、运行环境、管理因素4个一级评判指标,以及储罐质量、阀门密闭性、法兰密闭性、安全阀、业务素质、身体素质、安全意识、安全行为、LNG泄漏、安全监控系统、平面布置、安全管理、教育培训、应急处置14个二级评判指标。
  5 结语
  通过模拟计算表明,基于模糊综合法的LNG储罐风险评价是可行的,能较好的与LNG储罐运行状况相吻合,准确的反映其风险状况,具有一定的实用价值。根据LNG储罐安全评价指标体系中各因素的评价值,可以针对性的提出LNG储罐火灾爆炸风险应对措施:(1)保证LNG储罐的本质安全性,严格设备管线密封,控制泄漏源,防止发生大规模泄漏;(2)防静电与防雷击,严格控制点火源;(3)完善安全规章制度,制定岗位操作规程,建立并执行有效的应急处置程序。
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