LNG加注趸船的池火危险距离分析_范洪军张晖徐建勇

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LNG动力船消防安全分析与应急处置对策

LNG动力船消防安全分析与应急处置对策摘要：在我国环保政策日益严格以及碳达峰、碳中和承诺的背景下，LNG动力船由于其具备优良的环保特性和使用经济性，在船舶运输中得到广泛的关注。

但是作为燃料的LNG一旦泄露会迅速沸腾汽化，与空气混合形成爆炸性混合物，极其危险。

因此LNG动力船使用的新兴动力系统给船舶的运行安全带来了新的风险。

基于以上情况，本文针对LNG动力的消防安全进行全面分析，并探讨LNG动力船消防应急处置对策。

关键词：LNG动力船；安全分析；应急处置；对策1、引言LNG （液化天然气 liquefied natural gas），作为一种清洁、无毒、无污染的新型能源在动力船舶领域已经得到了广泛的应用。

经过多年的发展，以LNG作为动力的船舶也已经投入到了国家内河货物运输甚至是洲际货物运输的船舶中。

但是LNG 由于其自身特性，一旦泄露将会迅速汽化，进而与空气混合形成爆炸性混合物，这给以LNG作为驱动力的船舶将会带来极大的安全风险。

另一方面，由于LNG动力船舶的船舱内部空间一般较为狭小，内部结构比较复杂， LNG汽化后形成的爆炸混合物致使船舶一旦起火，则火势蔓延速度极快，且由于船体为金属材料，热传导性强，大大增加了LNG动力船舶火灾扑救难度。

由于LNG动力船属于新兴交通工具，目前国内针对LNG动力船消防安全与应急处置方面的研究还比较欠缺。

本文侧重于探讨LNG动力船的火灾特点及危害，并给出具体的应急处置对策，希望为相关消防系统研究及船舶工程设计提供依据。

1.1我国LNG动力船发展现状随着我国对于大气污染和环境治理力度的加大，以及LNG供应的增长，内河航运开始越来越倚重使用清洁能源驱动的LNG动力船。

但是尽管LNG动力船在环保等方面有着得天独厚的优势，但我国的LNG动力船仍处于起步阶段，LNG动力船在我国未来的发展仍面临着诸多不确定性。

与此同时，我国在LNG发动机方面的相关技术相对仍比较落后，普遍采用的是LNG/柴油双燃料混合燃烧动力发动机。

LNG加注趸船消防安全技术研究

LNG加注趸船消防安全技术研究饶慧;张晖【摘要】提要液化天然气(LNG)加注趸船是一种新型的LNG动力船燃料水上补给方案.加注趸船的火灾以自救为主.为了对LNG加注趸船的火灾风险进行控制,总结了LNG火灾的特点及其对人员及船上结构和设备的危害,提出了围堰、耐火结构、功能分区及水雾、水幕、高倍泡沫覆盖保护等火灾控制措施和热辐射隔挡措施,给出了固定式化学干粉灭火系统、固定式甲板泡沫灭火系统、固定式二氧化碳灭火系统等的配备建议.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P20-25)【关键词】液化天然气;加注趸船;火灾;水幕;水雾【作者】饶慧;张晖【作者单位】中国船级社武汉规范研究所,湖北武汉430022;中国船级社武汉规范研究所,湖北武汉430022【正文语种】中文【中图分类】U674LNG加注趸船，又称为水上LNG加注站，是固定在水域中为LNG燃料动力船提供燃料加注服务的船舶。

目前，全国首艘LNG加注趸船“海港星01号”已在南京八卦洲投入试运行，其标志着我国水上运输开始进入了全新的“天然气时代”。

随着内河大批船只“油改气”改造工作的推动，水上LNG加注站作为配套基础设施，其安全作业是保障实现LNG燃料水上加注的关键。

由于加注趸船在有限的空间内集聚了供人员生活、营业以及燃料储存和作业的场所，其LNG储存量大，系统复杂，作业操作比较频繁，存在较大的火灾危险性。

一旦发生LNG火灾和爆炸，可能造成严重的财产损失和人员伤亡，因此，在其营运过程中必须重点防范LNG的火灾和爆炸。

本文基于LNG火灾的特点，分析了LNG火灾的危害，提出了适用于LNG加注趸船的火灾热辐射隔绝措施，以及消防配备要求。

LNG加注趸船上的设备主要包括储罐、LNG泵、热交换器、BOG罐和缓冲罐、加注臂或软管、液相管、气相管、低温阀件及仪表等。

基于作业便利等因素这些设备通常布置在干舷甲板以上，这就需要考虑气体安全区域和气体危险区域的相互关系。

集装箱船LNG燃料加注与装卸货同时操作的安全区域分析_罗肖锋_范洪军_程康_吴顺平

SHIP ENGINEERING 船舶工程Vol.38 No.4 2016 总第38卷，2016年第4期— 13 —集装箱船LNG 燃料加注与装卸货同时操作的安全区域分析罗肖锋，范洪军，程康，吴顺平（中国船级社武汉规范研究所，武汉 430022）摘要：大型LNG 燃料船舶的LNG 加注量大，为了减少靠港时间，需要考虑在LNG 燃料在港加注的同时进行船舶装卸货操作。

以一艘10 000 m 3 LNG 加注船对一艘18 000 TEU LNG 燃料动力集装箱船的在港加注为研究对象，基于失效频率分析拟定了4个LNG 泄漏场景，采用三维计算流体力学（CFD ）软件FLACS 分析了LNG 泄漏后的可燃气体影响范围，最终得到了一个矩形危险区域，将此危险区域范围之外的区域作为LNG 燃料加注与装卸货同时操作的安全区域。

研究表明，LNG 燃料船对船加注与装卸货同时操作的安全区域设定不可一概而论，不同的设计和作业条件将有不同的安全区域，在该类问题分析中，不能忽视LNG 加注软管泄漏和加注船液货舱安全阀排放两种场景。

关键词：LNG 燃料集装箱船；LNG 加注船；船对船加注；计算流体力学；可燃气体扩散中图分类号：U676.3; TE88 文献标志码：A 【DOI 】10.13788/ki.cbgc.2016.04.13Safety Zone Analysis of LNG Ship-to-Ship Bunkering and Cargo Loading/Unloading Simultaneous Operations for ContainershipLUO Xiao-feng, FAN Hong-jun, CHENG Kang, WU Shun-ping(Wuhan Rules and Research Institute of China Classification Society, Wuhan 430022, China)Abstract: In order to reduce the waiting time in port for large LNG fueled ships, it is suggested that the LNG ship-to-ship (STS) bunkering and cargo loading/unloading should be carried outsimultaneously. The study investigates the safety zone of a LNG bunkering vessel with 10 000 cubic meters capacity transfering LNG fuel to a LNG fueled 18 000 TEU containership. Four LNG leakage scenarios are identified based on failure frequencies analysis of piping systems and severity of consequence. Three dimensions CFD software FLACS is adopted to calculate flammable cloud dispersion after LNG leakage. Finally, by obtaining a rectangle dangerous zone, outside of the dangerous zone can be defined as safety zone. It is concluded that safety zoneof LNG ship-to-ship (STS) bunkering and cargo loading/unloading simultaneous operations (SIMOPS) cannot keep the same. There are different results for different designs and operation sites. Due to high frequencies and severe consequences, the leakage of LNG hose and the natural gas release from bunkering tank’s safety relief valve during bunkering cannot be ignored in similar study.Key words: LNG fueled containership; LNG bunkering vessel; ship-to-ship bunkering; computational fluid dynamics (CFD); flammable cloud dispersion0 引言液化天然气（LNG ）可作为船用燃料，是一种应对国际上越来越严格的空气污染物排放限制的可行方案。

沿海港口槽罐加注车加注LNG燃料作业的风险和安全管理建议

沿海港口槽罐加注车加注LNG燃料作业的风险和安全管理建议作者：杨鑫来源：《水运管理》2022年第08期【摘要】為规范槽罐加注车在沿海港口为LNG燃料动力船舶加注LNG的作业行为，针对槽罐加注车加注作业的特点，分析沿海港口槽罐加注车加注作业存在多头管理、加注环境、加注设备本身存在风险的问题，提出相应的安全管理建议。

【关键词】沿海港口;水上LNG加注;槽罐加注车;加注船0 引言2013年10月，交通运输部发布了《关于推进水运行业应用液化天然气的指导意见》，LNG作为一种重要的清洁能源，在我国水运业的应用逐步展开。

目前，LNG燃料被广泛应用于大型远洋集装箱船、沿海支线船、内河小型运输船。

由于LNG特殊的理化性质，水上LNG 加注作业的安全管理工作引起了社会各界的关注和重视。

LNG燃料动力船舶可通过槽罐加注车加注LNG燃料，这是水上LNG加注模式之一，也是我国最早开展应用的一种方式。

1 加注作业安全管理的相关政策2014年12月31日，中华人民共和国海事局印发了《水上液化天然气加注站安全监督管理暂行规定》，对水上LNG加注作业的安全管理工作进行了制度性规范，填补了我国对水上LNG加注作业安全监管的法规空白。

为落实新修订的《船舶载运危险货物安全监督管理规定》中有关LNG运输及LNG加注作业的规定，2020年1月我国海事局发布了《水上液化天然气加注作业安全监督管理办法》（以下简称《办法》），从适用范围、从业准入、作业报告和记录、作业活动安全管理及应急反应等方面详细明确了对水上LNG加注作业的相关要求。

《办法》第4条规定，除港作船外，船舶在沿海港口不得通过槽罐加注车加注LNG燃料。

2021年9月，海事局对《办法》进行修订，删除了一些对于船舶在沿海港口通过槽罐加注车加注LNG燃料的限制性条款，原因是LNG作为燃料在水运行业得到了快速推广，水上LNG加注市场的急速扩容，对于加注模式的多样化需求也在增加。

近年来，多种近海船舶开始探索应用LNG能源，传统的通过岸基加注站和加注船加注LNG燃料的方式已无法满足市场需求。

LNG加注趸船的池火危险距离分析

ＬＮＧ加注趸船的池火危险距离分析
范洪军，张晖，徐建勇
（中国船级社武汉规范研究所，武汉，４３００２２）
｝葡
晏
液化天然气（ＬＮＧ）加注趸船是一种适用于为长江上航行的ＬＮＧ动力船实施燃料补给的工作船。低温
损伤和火灾损伤是ＬＮＧ泄漏后产生的对船舶造成的主要风险。为了控制ＬＮＧ加注趸船的风险，论文分析了
＂ＬＮＧ燃料动力船舶应用安全研究”（，￣［２ｏ１２］５ｏ９号）
５４卷
第４期
（总第２０７期）
范洪军，等：ＬＮＧ加注趸船的池火危险距离分析
在加注趸船上，一旦ＬＮＧ发生泄漏，则可能造成的后果有：船体钢结构的低温脆断、人员的低温
欧洲也在进行ＬＮＧ加注趸船的方案设计（见图１）。
６０×１６．５
回畦删室
图１荷兰鹿特丹港一加注趸船方案设计
收稿日期：２０１３ — ０３．２２；修改稿收稿日期：２０１３ — １２．１１
基金项目：中国海事局和国家能源局项
模型和实体火焰模型；以加注口泄漏ＬＮＧ为例，当泄漏量为０．５ｍ时，计算了在尺寸为ｌｍｘｌｍｘ０．６ｍ的立方体的集液盘中发生池火所应采取的危险距离布置。计算结果表明：在不采取热辐射隔绝措施下，对于人员露天作业的危险距离为１４ｍ，对于控制室等建筑物的危险距离为１２ｍ，对于储罐的危险距离为９ｍ；并且建议应采用可考虑环境因素的实体火焰模型来计算池火危险距离。

加注趸船用LNG燃料罐有限元计算分析与评定

F 静倾 0° 工况 F 静倾 10° 工况 F 横摇 0° 工况 F 横摇 5° 工况 F 横摇 10° 工况 F 碰撞前工况 F 碰撞后工况
5 主体结构的静强度评定
5.1 受压元件评定主要输出第四强度当量应力（用符号σxd4 表
示，应力单位：MPa）、各方向应力分量σy、σz、 τyz（针对鞍座结构）。玻璃钢支撑管件额外输出若干计算载荷工况下的最大剪应力，如τyz 方向剪应力等。根据该型燃料罐产品内外罐主体结构等主要受压元件在七种计算工况下的应力计算结果，采用应力分类的方法进行产品主体结构的强度极限评定，计算于评价结果列于表 4。
析及计算[J]. 辽宁化工，2019，11 (1)：1160-1162．［6］李晓晨，杨阳. 船用 LNG 储罐的防波板设计[J]. 辽宁化工，2019，
2 (6)：28-32．
图 9 鞍座在 F 横摇 10°工况下的σxd4 云图
FEM Calculation and Evaluation of LNG Fuel Tank for Bunkering Pontoons
力应分别小于 175/K =141.8 MPa、91/K=73.8 MPa；另
外当网格大小不大于 50 mm×50 mm 时，细化网格单
元处应力不应大于 1.6×235/K=304.9 MPa，合格。
上文中 K 依据散化规 A4.2.2.1 取值，即 S30408
奥氏体不锈钢的材料转化系数为 K=235/ReHT=1.233
图 6 内加强圈在 F 横摇 10°工况下的σxd4 云图
另外，鞍座结构需根据船体方向评价，在设置的 7 种载荷工况下，鞍座船宽方向上的最大应力为 87.7 MPa，型深方向最大应力为 118.1 MPa，最大中

5.lng罐区及其槽车事故案例分析和对策

人死亡，１人受伤。１９８３年印度尼西亚邦坦控制阀失效，换热器超压爆炸，３人死亡。１９８５年美国阿拉巴马州储罐焊口断裂，LNG 泄漏后被点燃，６人重
伤。
全世界LNG罐区燃爆事故统计
１９８７年美国内华达州易燃绝缘材料起火点燃LNG 蒸气云。１９８８年美国马萨诸塞州法兰垫片失效，１１４ m ３ LNG 泄漏。１９８９年英国气化器排水阀未关闭，LNG 蒸气云喷出后被点燃，两人
液相管线没有紧急切断阀
在发生危险时，不能人为启动紧急切断系统。
徐州加气站大火
3. LNG 贮罐底部管路系统
中有多组“法兰联接”件，
它是LNG 站中最大的泄漏点，
尤其在火灾情况下，更容易
发生泄漏，这是徐州火灾中，
有大量LNG 流出助长火势的
重要原因。
管路系统采用焊接的联接方
式就不会存在法兰联接件泄
漏的隐患。
引发爆炸，１人死亡。１９７３年美国纽约储罐检修时绝热材料发生燃烧，导致储罐超压爆炸，
４０人死亡。
全世界LNG罐区燃爆事故统计
１９７３年英国肯维岛气压计破损导致LNG 泄漏，引发蒸气云爆炸。１９７７年阿尔及利亚阿尔泽铝制阀门失效，２ × １０３ m３ LNG
泄漏，１人死亡。１９７７年印度尼西亚邦坦液位报警器失效，储罐过量充装，超压泄漏１９７８年阿拉伯联合酋长国达斯岛储罐底管接头失效，LNG 泄漏。１９７９年美国马里兰州 LNG 泵密封失效，LNG 蒸气泄漏引发爆炸，１
中山市某加气站LNG大量泄漏运行
规程班附件\事故案例\中山某加气站一液化天然气槽车发生泄漏.flv
陕西榆林市某加气站液氮泄漏窒息事故
陕西榆林市某加气站液氮泄漏窒息事故

池火灾事故危险性分析

池火灾事故模拟分析（甲苯）本项目因生产的需要设置有两个液体原料储罐区，共设置有8个卧式储罐，规格为¢1900×5000，每个有效容积为14立方米。

主要储存甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等化工原料。

储罐在生产过程中可能由于泄露而产生火灾爆炸事故，造成人员伤亡、附近设备设施受到破坏。

本节采用池火灾事故后果模拟分析评价方法对液体原料储罐区的火灾爆炸危险性进行分析评价。

1 池火灾事故危险性分析液体原料储罐的火灾爆炸事故是本项目的主要危险。

根据工程资料和类比工程的调研，原料罐区可能发生的主要事故类型有液体生产原料的泄漏、扩散及火灾爆炸事故。

2 生产原料的泄漏事故致因分析液体生产原料的泄漏事故与扩散、火灾爆炸及中毒等事故是紧密联系在一起的。

以原料储罐区中的甲苯储罐泄漏事故为例，甲苯泄漏后，如立即被点燃，可能形成以甲苯储罐本体尺寸为大小的池火；若没被立即点燃，将在罐区内流淌，遇罐区防火堤后逐渐形成具有一定厚度和面积的液池。

若此时被点燃，将形成较大面积的池火；反之则不断蒸发，蒸发产生的甲苯蒸气在空气中持续扩散。

当扩散浓度足够大时，将造成暴露区域内人员的中毒伤害；当扩散浓度达到甲苯的爆炸极限，且出现火源时，将发生蒸气云爆炸事故。

可见，液体原料泄漏事故是其蒸气扩散、火灾爆炸或中毒等事故发生的前提。

所以，应对液体生产原料的泄漏事故给予高度的重视。

储罐区域内的液体生产原料的输送管线、阀门、泵、储罐等，均有可能发生泄漏事故，是主要的泄漏设备。

以原料罐区作为分析对象，从人--机系统的角度考虑，设备设施的质量缺陷或故障（即物的不安全状态）、人的不安全行为、以及管理的缺陷等，是可能造成液体生产原料泄漏事故的三个主要原因。

1）设备、设施的质量缺陷或故障（物的不安全状态）设备设施的质量缺陷可能产生于设备、设施的设计、选材、制造及现场安装等各个阶段，设备、设施的故障则出现在投产运营之后。

类比工程较为严重的、典型的质量缺陷或故障主要有：A、罐体基础设计不好，如地基下沉，造成罐体底部产生裂缝，或设备变形、错位等；B、材料选材不当，如强度不够、耐腐蚀性差、规格不符等；C、储罐未加液位计；D、设备、设施加工质量差，特别是焊接质量差；E、施工和安装精度不高，如管道连接不严密等；F、计量仪器未定期检验，造成计量不准；G、阀门损坏或开关泄漏等。

模糊评价法在LNG加注船作业风险分析中的应用

模糊评价法在LNG加注船作业风险分析中的应用曹昌魁;屠海洋【摘要】建立LNG加注船锚地作业安全评价指标体系,采用an指数型标度的层次分析法计算各项指标的权重值,并通过构建指标隶属度函数和模糊子集表确定模糊评价矩阵,运用模糊运算法求出LNG加注船锚地作业风险等级.选取国内某内河LNG加注船进行锚地加注作业风险分析,证明该评价方法的实用性,为海事管理部门控制LNG加注船的作业风险、加强及改善通航管理水平提供参考.%The weights of the indexes are determined on the basis of the AHP for the risk in LNG bunkering vessel operation in anchorage ground.The membership function of the indexes and the fuzzy subset table are determined and the fuzzy evaluation matrix is built.The level of the risks in operations of LNG bunkering ships in an anchorage ground is evaluated with the fuzzy evaluation matrix.An inland river bunkering vessel operating in an anchorage ground, is taken as a sample to test the evaluation method.The tests show that the method is of practical value.【期刊名称】《中国航海》【年(卷),期】2016(039)003【总页数】6页(P82-86,103)【关键词】水路运输;LNG加注船;锚地作业;模糊综合评价;权重;隶属度【作者】曹昌魁;屠海洋【作者单位】上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室, 上海200135;上海船舶运输科学研究所航运技术与安全国家重点实验室, 上海 200135【正文语种】中文【中图分类】U698Abstract: The weights of the indexes are determined on the basis of the AHP for the risk in LNG bunkering vessel operation in anchorage ground. The membership function of the indexes and the fuzzy subset table are determined and the fuzzy evaluation matrix is built. The level of the risks in operations of LNG bunkering ships in an anchorage ground is evaluated with the fuzzy evaluation matrix. An inland river bunkering vessel operating in an anchorage ground, is taken as a sample to test the evaluation method. The tests show that the method is of practical value. Key words: waterway transportation; LNG bunkering vessel; operation in anchorage ground; fuzzy comprehensive evaluation; weight vector; degree of membership液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)在改善大气环境、减轻水体污染和降低船舶营运成本等方面有着重要的作用，近几年国内已有多艘内河船舶改造为LNG燃料动力船。

LNG加气站危险性分析和预防

LNG加气站危险性分析和预防一、危险性1.LNG自身危险性（1）火灾、爆炸特性LNG是以甲烷为主的液态混合物，泄漏后由于地面和空气的热量传递，会生成白色蒸气云。

天然气比空气轻。

会在空气中快速扩散。

遇到火源着火后，火焰会扩散到氧气所及的地方。

天然气燃烧速度相对于其它可燃气体较慢，大约是0.3m/s，燃烧的蒸气会阻止蒸气云团的进一步形成，然后形成稳定燃烧。

云团形成的压力低于5kPa，一般不会造成很大的爆炸危险。

当天然气与空气混合比例在5%—15%（体积百分数）围就会产生爆炸。

LNG火灾特点：------火焰传播速度较快：------质量燃烧速率达大，约为汽油的2倍：------火焰温度高、辐射热强。

易形成大面积火灾：------ 具有复燃、复爆性，难于扑灭。

·火灾危险类别天然气火灾危险性类别按照《建筑设计防火规》划为甲类。

·爆炸危险环境分区根据我国现行规《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规》规定，天然气的物态属工厂爆炸性气体，分类、分组、分级为：Ⅱ类，B级，T4组，即dⅡBT4，防爆电器应按此选择。

爆炸性气体环境区域划分为2级区域（简称2区）。

即在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物，即使出现也仅是短时存在的环境。

此外，LNG泄漏遇水时会产生冷爆炸，水与LNG之间有非常高的热传递速率，LNG遇水会激烈地沸腾并喷出水雾，发生LNG蒸气爆炸。

（2）低温特性LNG在标准大气压下具有极低的温度，泄漏后的初始阶段会吸收地面和周围空气中的热量迅速气化。

但到一定地时间后，地面被冻结。

周围的空气温度在无对流的情况下会迅速下降。

此时气化速度减慢，甚至会发生部分液体来不及气化而被防护堤拦蓄。

LNG泄漏后的冷蒸气云或者来不及气化的液体都会对人体产生低温灼烧、冻伤等危害。

如果操作人员没有充分保护措施，在低于10℃下持久后，就会有低温麻醉的危险产生，随着体温下降生理功能和智力活动下降，心脏功能衰竭，进一步下降会致人死亡。

吴顺平_罗肖锋_范洪军_张荣_LNG燃料船采用槽车加注的定量风险评估

作者简介:吴顺平,1983年生,工程师,硕士研究生;主要从事L N G 应用与安全研究工作㊂地址:(430022)湖北省武汉市硚口区六角亭新路128号㊂E -m a i l :s p _w u @c c s .o r g.c n L N G 燃料船采用槽车加注的定量风险评估吴顺平1,2罗肖锋1 范洪军1 张荣31.中国船级社武汉规范研究所 2.武汉理工大学能源与动力工程学院3.中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司吴顺平等.L N G 燃料船采用槽车加注的定量风险评估.天然气工业,2015,35(12):111-116.摘要在L N G 燃料船的试点阶段,普遍采用槽车为其加注L N G 燃料㊂为有效评估L N G 槽车在码头加注作业的风险,特选定一艘L N G 燃料拖轮,对其在加注过程中的风险进行了评估:①结合实际加注系统和作业条件,辨识出加注过程中的主要风险源,并对L N G 泄漏后的灾害进行事件树分析,列出危险场景的发生概率和死亡概率;②收集加注码头的历史水文资料,利用伯努利方程计算L N G 持续泄漏速率;③采用三维计算流体力学软件F L A C S 进行泄漏后果模拟,包括低温重气扩散和火灾,计算出各种危险场景的个人风险值㊂根据个人风险接受准则的评判,L N G 燃料拖轮在码头采用槽车加注作业的个人风险值基本上处于可接受的范围,但在加注过程中应注意以下危险源:①加注作业的最小安全间距为89m ,在该范围内应避免着火源存在;②集液盘池火的波及范围为13m ,在该范围内尽量减少人员逗留;③加注过程中软管㊁阀件和接头等部件易发生破裂,应加强安全防范措施㊂关键词 L N G 燃料拖轮槽车加注作业 L N G 泄漏概率分析后果模拟定量风险评估安全间距 D O I :10.3787/j.i s s n .1000-0976.2015.12.017Q u a n t i t a t i v e r i s ka n a l y s i s o n r e f u e l l i n g o fL N G -f u e l l e d s h i psw i t h t a n k t r u c k s W uS h u n p i n g 1,2,L u oX i a o f e n g 1,F a nH o n g j u n 1,Z h a n g R o n g3(1.W u h a n R u l e sa n d R e s e a r c hI n s t i t u t eo f C h i n a C l a s s i f i c a t i o n S o c i e t y ,W uh a n ,H u b e i 430022,C h i n a ;2.S c h o o l o f E n e r g y a n dP o w e rE n g i n e e r i n g ,W u h a nU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,W u h a n ,H u b e i 430070,C h i -n a ;3.C N O O CE n e r g y T e c h n o l o g y &S e r v i c e s -O i lP r o d u c t i o nS e r v i c e sC o .,T i a n ji n 300452,C h i n a )N A T U R.G A S I N D.V O L UM E35,I S S U E12,p p.111-116,12/25/2015.(I S S N1000-0976;I nC h i n e s e )A b s t r a c t :A t t h e p i l o t s t a g e ,t a n k t r u c k s a r e g e n e r a l l y u s e d t o r e f u e l s m a l l L N G -f u e l l e d s h i p s .I n t h i s p a p e r ,a nL N G -f u e l l e d t u g b o a t w a s s e l e c t e d t o e v a l u a t e t h e r i s k s r e l a t e dw i t h t h e r e f u e l l i n g o p e r a t i o n o f L N Gt a n k t r u c k s a t d o c k s .F i r s t l y,t h em a i n r i s k s o u r c e s i n t h e p r o c e s s o f r e f u e l l i n g w e r e i d e n t i f i e do n t h eb a s i so f a c t u a l r e f u e l l i n g s y s t e ma n do p e r a t i o nc o n d i t i o n s .T h e n ,e v e n t t r e ea n a l y s i s w a s c o n d u c t e do n t h e d i s a s t e r s c a u s e d b y L N G l e a k a g e ,a n d t h e o c c u r r e n c e p r o b a b i l i t y a n dm o r t a l i t y p r o b a b i l i t y o f d a n g e r o u s s c e n a r -i o sw e r e p r o p o s e d .S e c o n d l y ,L N Gc o n t i n u o u s l e a k a g e r a t ew a s c a l c u l a t e db y u s i n g B e r n o u l l i 's e q u a t i o n a n dh y d r o l o g i c d a t a a t t h e r e -f u e l l i n g d o c k sw a s c o l l e c t e d .A n d t h i r d l y ,l e a k a g e c o n s e q u e n c e s (e .g .l o w -t e m p e r a t u r eh e a v yg a sd i f f u s i o na n d f i r e )w e r e s i m u l a t e d b y u s i n g F L A C S (3Dc o m p u t a t i o n a l f l u i dd y n a m i c s ),a n d i n d i v i d u a l r i s kv a l u e i nv a r i o u s d a n g e r o u s s c e n a r i o sw a s c a l c u l a t e d .B a s e d o na n i n d i v i d u a l r i s ka c c e p t a n c e c r i t e r i a ,t h e i n d i v i d u a l r i s kv a l u e i s g e n e r a l l y a c c e p t a b l ew h e nL N G -f u e l l e d t u g b o a t s a r e r e f u e l e db yt a n k t r u c k s a t d o c k s .I n t h e p r o c e s s o f r e f u e l l i n g ,h o w e v e r ,a t t e n t i o ns h o u l db e p a i dt o t h e f o l l o w i n g a s pe c t s .F i r s t ,t h em i n i m u m s af e t y d i s t a n c e d u r i ng r e f u e l l i n g i s 89m ,a n d i g n i t i o ns o u r c e sh o u l db e p r o hi b i t e d i nt h e z o n e .S e c o n d ,t h e c o v e r a g eo f p o o l f i r e i n d r i p t r a y i s 13m ,a n d p e r s o n n e l s h o u l da v o i d s t a y i n g i n t h e a r e a i f p o s s i b l e .A n d t h i r d ,h o s e s ,v a l v e s a n d c o n n e c t o r s t e n d t ob r e a k d u r i n g r e f u e l l i n g ,s o s a f e t y m e a s u r e s s h o u l db e r e i n f o r c e d .K e yw o r d s :L N G -f u e l l e d t u g b o a t ;T a n kt r u c k ;R e f u e l i n g o p e r a t i o n ;L N Gl e a k a g e ;P r o b a b i l i t y a n a l y s i s ;C o n s e q u e n c es i m u l a t i o n ;Q u a n t i t a t i v e r i s ka n a l y s i s ;s a f e t y di s t a n c e ㊃1㊃第35卷第12期安全与管理以L N G 作为船舶燃料是一种新的趋势㊂据不完全统计,截止到2015年3月,我国已有超过40艘的L N G 燃料船改造或建造完成,另有超过640艘未交付的L N G 燃料船订单,基本为内河船㊂加注是水上L N G 供应链的关键环节,基于目前的技术水平,L N G 燃料水上加注方式总体可分为六类,分别是槽车加注㊁岸站加注㊁趸船加注㊁移动罐加注㊁移动船加注㊁海上浮式设施加注[1]㊂对比分析各种加注模式[2],槽车加注存在流动性大㊁危险因素较多等特点,但由于其具有操作便捷㊁投资成本低等优点,在L N G 燃料船的试点阶段应用广泛㊂为此,有必要按照国际法规和行业标准的相关要求[3-4],对槽车加注进行定量风险评估(Q u a n t i t a t i v eR i s k A n a l y s i s ,缩写为Q R A ),确定其作业的安全间距,以有效降低L N G 泄漏对人员㊁财产和环境的影响㊂1 研究背景以一艘6500马力(4780k W )港作拖轮为研究对象(表1)[5],通过对其槽车加注作业进行定量风险评估,以制定加注作业的安全间距,为L N G 加注操作提供风险控制建议㊂一般来说,Q R A 的主要工作是对加表1 L N G 燃料拖轮技术参数表名称参数船长40.8m 船宽11.6m 型深5.5m 吃水4.1mL N G 燃料罐2ˑ30m 3气体发动机R -RC 26:33L 9P G 液相加注管径公称直径50气相加注管径公称直径40注设施及作业活动中的事故频率和后果进行定量分析,并与风险接受准则进行比较,主要步骤有:①成立风险评估专家组,获取评估对象相关资料,确定初步方案;②收集资料数据,结合主管部门的要求确定风险接受准则;③危险辨识,分析危险可能导致的后果,初步确定适当的保护措施来规避或降低风险;④概率分析,根据设备失效数据库,分析选定场景中设备失效概率和灾害发生概率;⑤后果分析,采用公认的或主管部门批准的后果分析数学模型进行后果计算[3],确定灾害的影响波及范围;⑥风险计算,根据选定场景的概率和后果分析计算风险值;⑦风险评价,将计算得出的风险值与主管部门核准的风险接受准则进行对比,对不可接受的风险提出缓解措施㊂这艘船按照中国船级社(C h i n aC l a s s i f i c a t i o nS o c i e t y ,缩写为C C S )‘天然气燃料动力船舶规范“及中国海事局的相关法规进行设计㊁建造和检验,营运阶段主要风险来自于L N G 燃料加注作业㊂L N G 具有低温易燃的特性,低温可能给船体结构带来冷脆影响,低温重气沿着甲板或地面扩散遇到明火可能发生火灾㊂低温冷脆可通过设置承接盘或甲板水帘等设施予以保护,低温重气扩散引起火灾可设置安全间距㊁避免火源靠近来防范㊂2 危险源辨识完整意义上的定量风险评估过程包括危险源辨识㊁风险分析和风险管理3个部分[6]㊂通过分析历史上L N G 船舶或设施发生的相关事故数据,结合L N G 燃料拖轮的实际加注系统原理(图1)㊁布置和作业条件等,辨识出了多项潜在危险源,辨识表内容包括识别可能的危险源㊁起因㊁后果和安全防护措施建议[7]㊂笔者选择其中5项主要风险源展开分析(表2)㊂图1 加注系统简要原理图㊃2㊃天然气工业 2015年12月表2主要危险源辨识表主要危险源起因后果安全措施建议L N G软管破裂热胀冷缩外界拉力作用 L N G泄漏㊁扩散,遇到明火发生火灾或爆炸定期检修和更换设置监测系统和E S D保护液相管路破裂制造缺陷机械损伤 L N G泄漏㊁扩散,遇到明火发生火灾或爆炸压力异常监测设置机械防护气相管路破裂制造缺陷机械损伤天然气泄漏㊁扩散,遇到明火发生火灾或爆炸压力异常监测设置机械防护燃料罐主阀破裂老化腐蚀密封失效冷箱内L N G蒸发,大量气体从出口向外扩散加强定期检查合理布置可燃气体探测仪低温阀件破裂操作不当密封失效 L N G泄漏损伤钢结构,遇到明火发生火灾或爆炸加强人员培训合理布置可燃气体探测仪3概率分析对于设备失效概率的确定,国际上通用做法是依据相关数据库来分析㊂由于我国还没有建立相关的L N G设备故障率数据库,所以要基于国外数据库进行分析,比较著名的数据库有美国联邦能源管理委员会(F e d e r a l E n e r g y R e g u l a t o r y C o mm i s s i o n,缩写为F E R C)数据库㊁英国安全与健康执行局(H e a l t h a n dS a f e t y E x e c u t i v e,缩写为H S E)数据库和美国石油协会(A m e r i c a nP e t r o l e u mI n s t i t u t e,缩写为A P I)数据库[8-10]㊂研究目标船的液相和气相加注管路长度均约15m,平均每7d加注一次,每次加注约2h,基于F E R C给出的设备失效概率和准则[11],即每年发生概率小于5ˑ10-5的危险可以忽略,每年发生概率大于3ˑ10-5的危险不可接受,对危险源发生概率判别结果如表3所示㊂其中,低温阀件每年发生破裂概率为1.8ˑ10-5处于不可接受区域,必须采取措施以降低发生概率,建议选用可靠度高的产品,并加强维护保养,使得低温阀件破裂概率降低到3ˑ10-5/a 以下㊂表3危险源发生的概率表序号危险源参数失效概率/a-1判别结果1L N G软管破裂每小时失效概率4ˑ10-7,每年使用时间104h4.16ˑ10-5可接受2液相管路破裂管路长度15m,破孔口径25mm,每年每米失效概率5ˑ10-67.5ˑ10-5可忽略3液相管路破裂管路长度15m,破孔口径50mm,每年每米失效概率1ˑ10-71.5ˑ10-6可忽略4气相管路破裂管路长度15m,破孔口径25mm,每年每米失效概率5ˑ10-67.5ˑ10-5可忽略5气相管路破裂管路长度15m,破孔口径40mm,每年每米失效概率1ˑ10-71.5ˑ10-6可忽略6燃料罐主阀破裂1套,单个每年失效概率9ˑ10-69.0ˑ10-6可忽略7低温阀件破裂2套,单个每年失效概率9ˑ10-61.8ˑ10-5不可接受4后果分析4.1事件树分析事件树分析法(E v e n t T r e e A n a l y s i s,缩写为E T A)是一种按事故发展的时间顺序由初始事件开始推论可能的后果,从而进行灾害分析的方法㊂L N G泄漏通常分为持续和瞬时泄漏,持续泄漏的总量较大,危害程度明显高于瞬时泄漏㊂因此,规范要求船上紧急切断阀应在30s内关闭[12]㊂根据L N G燃料加注的特点,天然气持续泄漏E T A分析包括立即引燃和推迟引燃,在密闭空间和开敞空间等不同情况下可能发生扩散㊁闪火㊁池火㊁喷射火和爆炸等灾害[13]㊂根据A P I581基于风险的检验技术标准[10]和H S E数据库规定[9],蒸气云被引燃发生闪火的概率和集液盘内L N G被点燃发生池火的概率与其泄漏速率有关,气体泄漏速率小于1k g/s时其点火发生概率为0.01,液体泄漏速率在1~50k g/s范围内其点火发生概率为0.03㊂当发生闪火时,人员处于火灾中的死亡概率为100%;当发生池火时,人员处于10k W/m2热辐射情况下暴露30s的死亡概率为0.11㊂㊃3㊃第35卷第12期安全与管理4.2场景描述根据前述概率分析,气相管路和冷箱内阀件泄漏发生概率与危害均较小,而液相管路泄漏危害较大,选取加注过程中软管和低温阀件破裂作为下一步后果计算场景,涵盖以下3个场景:①L N G泄漏至船上集液盘,发生蒸气云扩散或池火;②L N G泄漏至船岸之间,发生蒸气云扩散或闪火;③L N G泄漏至码头,发生蒸气云扩散或闪火㊂软管和低温阀件破裂后L N G泄漏速率可通过伯努利方程计算[13],液体泄漏的推动力一般为压强,且在泄漏过程中,液体的密度保持不变㊂对于常压下的液体泄漏速率,取决于裂口之上的液位高低;对于非常压下的液体泄漏速率,主要取决于容器内介质压力与环境压力之差及液位高低㊂加注管路处于恒压状态,动力源于L N G泵,当泄漏孔为25mm时,平均泄漏速率为0.77k g/s;当泄漏孔为50mm时,平均泄漏速率为3.1k g/s㊂4.3评估准则安全间距的设置主要考虑L N G泄漏后的蒸气云扩散和火灾带来的危害,采用国际公认的低温重气扩散接受准则[3],即天然气燃烧下限(L o w e rF l a mm a b l e L i m i t,缩写为L F L)的一半(2.5%体积浓度)来计算不同场景下的扩散范围㊂选取释放后沿下风向扩散的长度㊁宽度和高度作为边界,记录不同时刻的扩散边界的最大值㊂池火以热辐射为5k W/m2范围来计算㊂个人风险接受准则是对船上人员或可能遭受事故伤亡人员的风险限制㊂参照国家安全生产监督管理总局令第40号‘危险化学品重大危险源监督管理暂行规定“[14],对于L N G槽车对船加注作业选取1ˑ10-6/a 作为最大可接受风险,1ˑ10-8/a作为可忽略风险㊂4.4后果模拟采用挪威G e x C o n咨询公司开发的三维计算流体力学(C o m p u t a t i o n a l F l u i dD y n a m i c s,缩写为C F D)软件F L A C S进行泄漏后果计算㊂加注码头当地最大风速和平均风速如图2所示[5]㊂根据筛选的3种危险场景,L N G泄漏到船上集液盘㊁船岸之间水面和码头上可能发生低温重气扩散或火灾,采用F L A C S软件按照船舶和槽车实际尺寸进行建模(图3),假定外界各个风向情况下,采用P o o l模块对L N G泄漏后的蒸气云扩散进行模拟,每个场景L N G泄漏时间为30s,整个计算模拟时间为100s,记录不同时间节点的扩散范围(图4~6)㊂从模拟分析可看出L N G泄漏到水中的波及范围最大,泄漏到码头混凝土上的波及范围最小,图2加注码头最大风速及平均风速玫瑰图图3L N G燃料拖轮—槽车加注模拟图图4L N G泄漏到集液盘的扩散模拟图扩散的最大距离为89m㊂采用F i r e模块对集液盘发生池火进行模拟,L N G 泄漏后扩散第31s将可燃气体点燃发生火灾,其数值模拟如图7所示㊂从模拟分析可看出火灾周边13m 范围内热辐射达到5k W/m2㊂㊃4㊃天然气工业2015年12月图5 L N G 泄漏到船岸之间的扩散模拟图图6 L N G 泄漏到码头的扩散模拟图图7 L N G 泄漏到集液盘的火灾模拟图5 风险值计算风险值计算需要输入场景的泄漏源信息,包括设备失效概率㊁泄漏孔径㊁速率㊁引燃概率和死亡概率等㊂个人风险值是设备失效概率与灾害发生概率及暴露范围内人员死亡概率的乘积,结合后果模拟的灾害波及范围作为对应场景的安全间距,个人风险值计算结果如表4所示㊂L N G 软管破裂的风险值最大,其次是集液盘池火的风险值,但均低于最大风险接受准则1ˑ10-6/a ,处于可接受范围㊂可根据个人风险值计算结果绘制L N G 燃料拖轮码头加注的风险等值线云图㊂表4 个人风险值计算结果表序号危险分类失效概率/a-1后果类型发生概率评价准则死亡概率I R 风险值/a -1安全距离/m 1L N G 软管破裂--4.16ˑ10-5扩散/闪火池火0.030.031/2L F L5k W /m 210.111.2ˑ10-61.4ˑ10-789132液相管路破裂25mm 孔7.5ˑ10-5扩散/闪火0.011/2L F L 17.5ˑ10-7313液相管路破裂全截面断裂1.5ˑ10-6扩散/闪火0.031/2L F L 14.5ˑ10-8354气相管路破裂25mm 孔7.5ˑ10-5扩散/闪火0.011/2L F L 17.5ˑ10-7/5气相管路破裂全截面断裂1.5ˑ10-6扩散/闪火0.011/2L F L 11.5ˑ10-8/6燃料罐主阀破裂--9ˑ10-6扩散/冷箱0.031/2L F L12.7ˑ10-7/7低温阀件破裂--1.8ˑ10-5扩散/闪火池火0.030.031/2L F L5k W /m 210.115.4ˑ10-75.9ˑ10-86912㊃5㊃第35卷第12期安全与管理6结论与建议通过对L N G燃料拖轮在码头采用槽车加注作业的定量风险评估,笔者认为L N G槽车对船加注的个人风险值处于可接受范围,但加注作业时应设置有效安全间距,重点考虑L N G泄漏后的低温重气扩散和池火的波及范围,具体包括以下3个方面㊂1)加注作业的最小安全间距为89m,在该范围内应避免着火源存在㊂2)集液盘池火的波及范围为13m,在该范围内尽量减少人员逗留㊂3)加注过程中软管㊁阀件和接头等部件易发生破裂,对这些易泄漏部件应加强安全防范措施㊂参考文献[1]徐建勇,范洪军,吴顺平,石国政.L N G燃料的船对船(S T S)加注技术研究[J].船舶工程,2015,(1):7-10.X u J i a n y o n g,F a nH o n g j u n,W uS h u n p i n g,S h iG u o z h e n g. T e c h n i c a l p o i n t so fL N G b u n k e ra n ds h i p t os h i p(S T S)b u n k e r i n g[J].S h i p E n g i n e e r i n g,2015,(1):7-10.[2]江苏海事局,中国船级社.L N G燃料动力船舶加注模式及加注站研究报告[R].南京:江苏海事局,2013.J i a n g s u M a r i t i m eB u r e a ua n dC h i n aC l a s s i f i c a t i o nS o c i e t y. S t u d y r e p o r to fb u n k e r i n g m o d ea n ds t a t i o nr e s e a r c hf o r L N G p o w e r e d s h i p s[R].N a n j i n g:J i a n g s uM a r i t i m e B u r e a u, 2013.[3]N a t i o n a lF i r eP r o t e c t i o nA s s o c i a t i o n.S t a n d a r df o r t h e p r o-d u c t i o n,s t o r a g e,a n d h a n d l i n g o fl i q uef i e d n a t u r a lg a s(L N G)[S].Q u i n c y,M a s s a c h u s e t t s:N a t i o n a lF i r eP r o t e c-t i o nA s s o c i a t i o n,2013.[4]I n t e r n a t i o n a l O r g a n i z a t i o nf o rS t a n d a r d i z a t i o n.G u i d e l i n e sf o r s y s t e m s a n d i n s t a l l a t i o n s f o r s u p p l y o fL N Ga s f u e l t os h i p s[S].G e n e v a:I S O,2015.[5]中国海油.6500H P单一气体燃料港作拖轮试点方案[R].洋浦:中国海油,2014.C h i n a N a t i o n a l O f f s h o r e O i l C o r p.P i l o t p r o g r a m o f 6500H Ps i n g l e g a s f u e l l e d t u g[R].Y a n g p u:C N O O C,2014.[6]简㊃埃里克㊃维南(著).海洋工程设计手册:风险评估分册[M].陈刚等(译).上海:上海交通大学出版社,2012.V i n n e mJ E.O c e a ne n g i n e e r i n g d e s i g n m a n u a lo fr i s ka s-s e s s m e n t f a s c i c l e[M].C h e n G a n g,e ta l,t r a n s.S h a n g h a i: S h a n g h a i J i a o t o n g U n i v e r s i t y P r e s s,2012.[7]D e tN o r s k eV e r i t a s(D N V).Q R Af o rS k a n g a s sL N G p l a n tf e r r y b u n k e r i n gp r o j e c t[R].T a n a ng e r,N o r w a y:S k a n g a s sA S,2013.[8]F e d e r a lE n e r g y R e g u l a t o r y C o mm i s s i o n(F E R C).C o n s e-q u e n c e a s s e s s m e n tm e t h o d s f o r i n c i d e n t s i n v o l v i n g r e l e a s e s f r o ml i q u e f i e dn a t u r a l g a sc a r r i e r s[R].W a s h i n g t o n D C:A B S GC o n s u l t i n g I n c.,2004.[9]H e a l t ha n dS a f e t y E x e c u t i v e.F a i l u r e r a t e a n d e v e n t d a t a f o r u s ew i t h i n r i s ka s s e s s m e n t s[R].L o n d o n:H S E,2012. [10]A m e r i c a nP e t r o l e u mI n s t i t u t e.A P I581R i s k-b a s e d i n s p e c-t i o n t e c h n o l o g y[S].W a s h i n g t o nD C:A P IP u b l i s h i n g S e r v-i c e s,2008.[11]W o o d w a r d J L,P i t b a l d oR.L N Gr i s kb a s e d s a f e t y:M o d e l-i n g a n dc o n s e q u e n c ea n a l y s i s[M].H o b o k e n,N e wJ e r s e y: J o h n W i l e y&S o n s,2010.[12]中国船级社.散装运输液化气体船舶构造和设备规范[S].北京:人民交通出版社,2006.C h i n aC l a s s i f i c a t i o nS o c i e t y.R u l e s f o r t h e c o n s t r u c t i o n a n d e q u i p m e n to fs h i p sc a r r y i n g l i q u e f i e d g a s e si nb u l k[S].B e i j i n g:P e o p l e'sC o mm u m i c a t i o nP r e s s,2006.[13]刘茂.事故风险分析理论与方法[M].北京:北京大学出版社,2011.L i u M a o.A c c i d e n tr i s ka n a l y s i st h e o r y a n d m e t h o d o l o g y [M].B e i j i n g:P e k i n g U n i v e r s i t y P r e s s,2011. [14]国家安全生产监督管理总局.危险化学品重大危险源监督管理暂行规定[M].北京:国家安全生产监督管理总局, 2011.S t a t e A d m i n i s t r a t i o no f W o r k S a f e t y.I n t e r i m p r o v i s i o n sf o r s u p e r v i s i o na n dm a n ag e m e n t o fm a j o rh a z a r d so f d a n-g e r o u sc h e m i c a l s[M].B e i j i n g:S t a t e A d m i n i s t r a t i o n o fW o r kS a f e t y,2011.(修改回稿日期2015-10-28编辑陈嵩)㊃6㊃天然气工业2015年12月。

LNG加注趸船的池火危险距离分析_范洪军张晖徐建勇

范洪军，等： LNG 加注趸船的池火危险距离分析
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在加注趸船上，一旦 LNG 发生泄漏，则可能造成的后果有：船体钢结构的低温脆断、人员的低温伤害、火灾、爆炸（当满足一定条件时）、大量泄漏的 LNG 与水混合形成快速相变爆炸（RPT）等；另外，如果储罐内长期静置的 LNG 发生翻滚，会造成大量蒸发气排放，形成蒸气云。在对加注趸船进行风险控制时，要充分考虑这些不利后果，既要减小不利后果出现的可能性，也要考虑一旦不利后果出现后的应对方案（即应关注预防、预警和预案）。中国船级社（CCS）在制定加注趸船相关规范时，也从安全性方面提出了趸船布置要求，考虑了船上各区的合理划分，以及规定火灾危险距离等。本文将主要讨论加注趸船布置的火灾危险距离。
6.美国桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）[14] 5kW/m2 允许人员穿着合适的衣服进行几分钟的应急操作。
表 2 中，HSE 规定的热辐射限值既考虑了热辐射通量值又考虑了热辐射持续时间，是一种更为合理的判定准则。但是，现有的热辐射计算方法无法计算得出以 mdtu 为单位的热辐射值。HSE 规定 500mtdu 为人员可接受的危险热辐射量，如果以 5kW/m2 的热辐射强度来计算，则热辐射持续时间为 59s，即热辐射持续时间在 Raj 试验[12]的 100s 时间之内。综上所述，本文采用 5kW/m2 作为人员的可接受热辐射强度。 2.2 钢结构建筑物和储罐可接受的热辐射表 3 列举了国际上对 LNG 火灾下钢结构建筑物和储罐可接受热辐射通量值。
（中国船级社武汉规范研究所，武汉，430022）
摘
要
液化天然气（LNG）加注趸船是一种适用于为长江上航行的 LNG 动力船实施燃料补给的工作船。低温损伤和火灾损伤是 LNG 泄漏后产生的对船舶造成的主要风险。为了控制 LNG 加注趸船的风险，论文分析了 LNG 加注趸船泄漏后可能产生的低温重气扩散、快速燃烧、喷射火、池火等不利后果;由于池火的风险较高，因此需要分析为趸船设计布置的池火危险距离。论文还讨论了人员、船上钢结构建筑物及储罐的热辐射通量接受准则，选取了合适的热辐射通量接受准则并且用于论文中的计算。热辐射危险距离计算采用简化的点源模型和实体火焰模型;以加注口泄漏 LNG 为例，当泄漏量为 0.5m3 时，计算了在尺寸为 1m× 1m× 0.6m 的立方体的集液盘中发生池火所应采取的危险距离布置。计算结果表明：在不采取热辐射隔绝措施下，对于人员露天作业的危险距离为 14m，对于控制室等建筑物的危险距离为 12m，对于储罐的危险距离为 9m；并且建议应采用可考虑环境因素的实体火焰模型来计算池火危险距离。

LNG加注趸船的池火危险距离分析

LNG加注趸船的池火危险距离分析LNG加注趸船是一种用于运输液化天然气（LNG）的船舶，通常用于将LNG从生产场地运输到消费地。

在LNG加注的过程中，加注趸船将LNG 转移到接收站或其他船舶上。

然而，由于液化天然气的易燃性和爆炸性，LNG加注过程中存在安全隐患，尤其是涉及到池火的危险。

池火是指液化天然气在加注过程中可能发生的火灾，由于液化天然气的低温和高压性质，一旦发生火灾，池火很难被及时控制，可能会造成严重的人员伤亡和财产损失。

因此，对于LNG加注趸船的池火危险距离进行分析和评估非常重要。

首先，我们需要了解池火的形成原因和危害。

池火通常是由于LNG泄漏引起的，当LNG泄漏到空气中形成可燃气体云，并遇到点火源时产生火灾。

池火会导致高温和高压，产生火焰和火球，还可能引发爆炸，释放大量热能和毒性气体，对周围环境和人员造成严重威胁。

其次，我们需要评估池火的危险距离，即在发生池火时可能受到损害的最大距离。

危险距离的计算通常基于池火的爆炸波冲击压力和火焰蔓延距离，考虑LNG的特性和加注趸船的结构，通过数学模型和仿真软件进行分析。

危险距离的评估可以帮助确定安全远离池火的范围，制定有效的安全措施和紧急应对计划。

最后，我们需要采取一系列措施来降低池火的风险和危害，保障LNG 加注趸船的安全。

这包括加强设备的维护和检修，确保设备的正常运行和及时发现问题；采取严格的操作规程和安全操作程序，培训和教育加注人员，提高其安全意识和应急能力；建立完善的监测系统和报警装置，及时发现异常情况并采取措施；设立安全隔离区和应急避难设施，保障人员的生命安全；协调和合作各方，建立跨部门的安全管理机制，提高整体应对能力。

总的来说，对于LNG加注趸船的池火危险距离进行分析和评估是非常必要的，可以帮助减少池火事故的发生概率，保障人员和环境的安全。

通过科学的方法和有效的措施，可以有效管理和控制池火风险，提高LNG加注趸船的安全性和可靠性。

LNG船对船加注与装卸货同步作业风险分析

一般管道开挖检验主要检查管道表面有无槽痕&凿痕或者凹痕等缺陷!管道有无老化降解$ 如表面粉化% 等迹象!钢塑转换接头的质量状况" 对于老旧管道而言!往往存在信息缺失的情况!如施工资料遗失&未经安装监督检验等!因此在开挖检验时可视管道具体情况增加材质确认&焊接接头质量检查等项目"
!材质确认通过查找管道本体上的材质标志是 2B管道材质确认的首选方法" 2B管道上的材质标志一般采用烫印或激光打印的方式置于每根管道上! =0M+ %(((/.%-"#%(' 燃气用埋地聚乙烯$ 2B% 管道系统 !第 % 部分.管材* 规定!材质标志在正常的贮存& 气候老化&加工及合理的安装&使用后!在管材的整个寿命周期内!标记字迹应保持清晰可辨" 如在开挖足够的管道长度$ 一般不短于管子的
$"重点检验项目及方法
$.!"无设计竣工资料或未经有资质单位设计安装的管道处理建议
!无设计资料$ 包括设计资料不符合要求% ! 或未经有资质单位设计的管道
建议使用单位约请具备相应资质的设计单位现场核查!核查内容至少包括材料选用&管道布置&聚乙烯燃气管道中钢质架空段的管道系统应力状况等!并由该设计单位出具相关管道设计文件!对不符合要求项提出整改措施!由使用单位整改到位并保存相关过程见证资料!保证管道设计符合国家现行法律法规&安全技术规范和标准要求" 管道检验时增加管道材质确认&焊接接头质量检查和压力试验等项目"
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谭丽娜等超高层公寓配套燃气的应用
第 0' 卷!第 % 期
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内河LNG加注趸船防爆电气设备选型浅析

doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2024.01.019内河LNG 加注趸船防爆电气设备选型浅析骆锦江 1，严强1，李子超2（1. 云浮海事局，广东云浮 527300；2. 交通运输部水运科学研究院，北京 100088）摘要：内河液化天然气（Liquefied Natural Gas ，LNG ）船舶的推广对实现碳达峰具有重要的促进作用，但LNG 具有易燃、易爆特性，如果防爆电气设备选型不当，可能会给正常的加注作业带来影响，甚至会引发重大安全事故。

对不同的危险区域，科学选择防爆电气设备对内河LNG 加注的安全作业具有重要意义。

本文阐述了内河LNG 加注趸船爆炸危险及电气设备选型存在的问题，对爆炸危险区域进行了划分，给出了防爆电气设备的选择原则、流程和方法；并以某内河LNG 加注趸船液货舱接头处所的防爆投光灯为例，对防爆设备进行了选型分析。

为内河LNG 加注趸船的建造设计、防爆电气设备选型及检修管理提供参考。

关键词：内河LNG 加注趸船；危险区域划分；防爆电气设备；选型方法中图分类号：TQ086.2文献标识码：A文章编号：1673-6478（2024）01-0084-05Discussion about Selection of Explosion-Proof Electrical Equipment for Inland LNGasBunkering PontoonsLUO Jinjiang 1, YAN Qiang 1, LI Zichao 2(1. Yunfu MSA, Yunfu Guangdong 527300, China; 2. China Waterborne Transport Research Institute, Beijing100088, China)Abstract: The promotion of inland liquefied natural gas (LNG) ships plays an important role in promoting the goal of china's peak carbon dioxide emissions, but LNG is flammable and explosive. If the explosion-proof electrical equipment is not properly selected, it may affect the normal filling operation and even lead to major safety accidents. For different dangerous areas, scientific selection of explosion-proof electrical equipment is of great significance to the safe operation of LNG filling in inland rivers. This paper expounds the explosion danger of inland LNG bunkering pontoons and the problems existing in the selection of electrical equipment, divides the explosion danger areas, and gives the selection principle, process and method of explosion-proof electrical equipment. Taking the explosion-proof projection lamp at the joint of the cargo tank of an inland LNG bunkering pontoons as an example, the selection of explosion-proof equipment is analyzed. It provides a reference for the construction design, explosion-proof electrical equipment selection and maintenance management of inland LNG bunkering pontoons.Key words: inland LNGas bunkering pontoons; hazardous area division; explosion-proof electrical equipment; selection method 0 引言液化天然气（Liquefied Natural Gas ，LNG ）作为收稿日期：2022-12-06作者简介：骆锦江（1992- ），男，广东省汕尾人，助理工程师，从事海事管理工作。

船用LNG加气站火灾爆炸危险性评估与事故预防

船用LNG加气站火灾爆炸危险性评估与事故预防作者：杨涛颜学光来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第16期【摘要】运用道化学火灾、爆炸危险指数评价法对某长江内河航道码头拟建的船用LNG 加气站潜在的火灾爆炸危险性进行了定量分析，结果表明经过安全措施补偿后，火灾爆炸危险性下降了一个等级，暴露半径和暴露区域分别为补偿前的55.9%和31.2%，提出通过采取防火技术措施、落实安全教育、确保消防设施完好有效、加强站区安全管理等有针对性的防火安全措施，为船用LNG加气站设计和后期运行管理提供参考。

【关键词】消防船用LNG加气站安全评价事故预防1 引言LNG是液化天然气（Liquefied Natural Gas）的英文缩写，主要成分为甲烷，无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，重量仅为同体积水的45%左右，热值达37.01MJ/m3与燃油相当[1]。

LNG是一种清洁、方便、高效的优质能源，与船舶燃料油相比具有储量较大，价格便宜，碳排放量底等优点，是水运船舶理想的燃油替代燃料[2]。

随着国内船舶油改气技术的不断突破，LNG作为船舶清洁燃料的时机日趋成熟，国内部分内河航运港口拟配套建设船用LNG加气站，加以全面推广。

由于LNG本身具有较强的挥发性和易燃易爆特性，在储存和使用过程中，一旦发生火灾爆炸事故，势必会造成重大人员伤亡和财产损失[3]，加之目前尚无船用LNG加气站相关技术标准，因此，对船用LNG加气站进行火灾爆炸危险性分析评估，为船用LNG加气站设计和后期运行管理提参考，具有一定现实意义。

2 船用LNG加气站的基本情况某长江内河航道码头拟建船用LNG加气站采用岸上站区内设置2台150 m3的立式真空储罐进行LNG的装卸和储存，水面设置浮船进行加气作业的方案进行。

从陆上LNG槽车运送来的液化天然气通过卸车口将车内的液体升压至0.5MPa输送至站内LNG储罐内储存。

加气时，将站内储存的液化天然气经LNG潜液泵加压1.6MPa，通过低温管道输送至浮船，再由LNG 加气机对燃料船进行加气。

LNG船舶的安全风险研究

LNG船舶的安全风险研究摘要：液化天然气作为一种高效、清洁的传统能源替代品，在能源需求量持续增长、环境保护意识逐渐加强的当今社会，越来越受到国际社会的重视。

改革开放至今，我国经济迎来持续高速增长期，国民生产总值持续走高，但与此同时能源需求量也在不断增长。

而传统能源日益减少且环境危害较大，因此我国对液化天然气的需求量也在不断增长。

而我国大部分的液化天然气需要进口，其中一部分贸易是通过LNG船舶经海上运输实现的。

LNG船舶是高风险船，当LNG船舶发生事故时，尤其是在港区内，当发生碰撞、搁浅而产生的泄漏事故时，对船舶、航道、港口将产生巨大的危害。

关键词：LNG船舶;安全;风险1LNG船舶事故危险分析LNG船舶发生事故最严重的问题就是泄漏，下面通过实例对LNG船舶发生泄漏可能引发的危险状况进行分析。

1.1火灾或爆炸LNG船舶发生泄漏后会形成液池，并出现蒸气云团。

当其与空气充分混合，达到燃烧爆炸范围(5%～15%)时，遇明火便会发生火灾，其扩散范围广、火焰高、辐射强、危害性极大。

比如1979年，Cove Point LNG接收站发生了泄漏，导致LNG进入LNG输送泵的动力电缆中，其气化后又经200英尺长的地下电缆，进入变电站，楼内未安装气体探测器，当天然气与断路器接触时，发生了爆炸，致使1人死亡，1人受伤及300万美元经济损失。

因此，需对LNG船舶各舱室内天然气及氧气含量加强监测，安装气体探测器，杜绝明火。

1.2快速相变或翻滚事故快速相变主要是由于液态LNG与周围环境进行充分热交换，液态LNG瞬间由液态变为气态，由于体积迅速膨胀，发生物理爆炸，导致过压破坏。

如1973年2月10日，在美国STATENISLAND得克萨斯东传公司(TETC0)的一LNG贮罐，因维修时产生的电火花致使贮罐内聚脂薄膜内衬和聚亚安酯泡沫绝缘层被点燃，温度的骤升导致罐内压力迅速升高，致使贮罐顶飞出，贮罐内的37名维修人员死亡。

翻滚现象是由于两层密度不同的LNG在储罐内发生剧烈的翻滚混合，导致大量气化气产生的现象。

LNG船舶港内作业前期研究及风险防范

LNG船舶港内作业前期研究及风险防范2009-05-11 08:49:25 作者：editor来源：中国能源咨询网网友评论 0 条液化天然气(ING-Liquefied Natural Gas)船是一种危险品货物运输船舶。

曾有行业人士很形象地将液化天然气比喻为"关在笼子里的老虎"。

液化天然气(ING-Liquefied Natural Gas)船是一种危险品货物运输船舶。

曾有行业人士很形象地将液化天然气比喻为"关在笼子里的老虎"。

笔者在海上当船员时，见到LNG船这个庞然大物就有点怕，早早敬而远之，究其原因是不了解LNG船的特性，不知道它存在什么风险和危险也不了解如何防范。

统计资料表明，LNG船舶的主要风险存在于港内作业期间，约80%的事故是发生在港内作业期间。

本文从LNG特性入手，探讨LNG船舶港内作业的危险特性及防范措施。

1 LNG的特性LNG是"液化天然气"的英文缩写，是一种无臭、无味、无毒、透明的液体是对油气田或气田生产出的天然气经过工厂脱硫去杂质和液化得到的。

天然气的主要成分是甲:境。

甲烷的液化是在大气压下将气体降温至约零下162℃得到的。

液态天然气在容积上比其同等蒸汽气体小600~620倍。

甲烷具有液态和气态二种形态其主要性质如下:•化学成份CH4•大气压下沸点零下161.5℃•零下160℃液态比重458公斤/立方米(kg/m3)•30℃蒸汽比重0.67公斤/立方米kg/m3)•临界压力44.7巴(Pa)•临界温度零下82.5℃•沸点的蒸发热121千卡/公斤•空气中易燃性下限5.3%•空气中易燃性上限14%•闪点零下175℃•自燃点595℃•空气中易燃混合物的最小引燃能量 <1焦耳甲烷的化学分子式为CH4，它含碳少，因此是一种高热值的清洁能源。

2 LNG船舶的主要危险性LNG船舶同其他危险品船舶类似，都具有碰撞、搁浅、火灾、爆炸的危险性。