本文關鍵詞：LNG船安全儀表系統(tǒng)設計與評估研究

  更多相關文章： 液貨系統(tǒng) 風險分析 安全完整性等級 應急關斷系統(tǒng) 可靠性分析

【摘要】：LNG船在整個液化天然氣產業(yè)鏈上應用廣泛,幾乎涉及到了生產、存儲、運輸、再汽化等各個環(huán)節(jié)。LNG動力船具有節(jié)能環(huán)保的性質,同樣具有較好的應用前景。LNG自身的危險性質,LNG船容積的大型化,功能的復雜化等因素帶來的安全問題應當加以重視。必須為LNG船設置安全系統(tǒng),將可能發(fā)生的風險降到可接受的水平。目前還沒有專門針對LNG船安全儀表系統(tǒng)的標準。本文的研究目的,是參照過程工業(yè)中的方法,對LNG船安全儀表系統(tǒng)的設計過程中的主要問題進行研究,掌握LNG船安全儀表的分析設計方法。在深入了解了LNG船的主要工藝流程和液貨系統(tǒng)的相關設備的基礎上,主要工作如下：論述了HAZOP和事件樹以及保護層分析等風險分析方法。論述了幾種不同的安全完整性等級確定方法。闡述了LNG船安全儀表系統(tǒng)的設計流程。采用HAZOP和風險圖結合的方法,同時考慮人員傷害、環(huán)境損害和財產損失這三種不同的風險,確定出LNG液貨艙高液位安全儀表系統(tǒng)為SIL2。通過風險分析,將LNG船上的主要意外事件進行匯總,針對每類意外事件提出相應的安全保護功能,并結合規(guī)范中的要求,對LNG船應急關斷系統(tǒng)的進行邏輯設計。對每一部分的觸發(fā)信號和執(zhí)行動作進行了詳細討論。火氣系統(tǒng)和應急關斷系統(tǒng)處于不同的保護層當中,本文對火氣系統(tǒng)的探頭布置進行了設計,并探討了輸出響應。本文分析了三種不同的安全儀表系統(tǒng)評估方法,并以lool結構為例,對三種方法的計算結果進行比較。通過Markov模型方法,對高液位安全儀表系統(tǒng)進行了SIL驗證。提出了基于傳感器和執(zhí)行機構冗余的改進,和基于非冗余結構的改進方法,兩種方法最終都使系統(tǒng)的SIL達到要求。
【關鍵詞】：液貨系統(tǒng) 風險分析 安全完整性等級 應急關斷系統(tǒng) 可靠性分析
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U674.133.3;U666.159
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 論文的背景及選題意義9-12
• 1.1.1 LNG船以及天然氣動力船舶的發(fā)展9-11
• 1.1.2 LNG船上設置安全系統(tǒng)的必要性11
• 1.1.3 安全系統(tǒng)介紹11-12
• 1.4 論文主要內容12-14
• 2 LNG船貨物系統(tǒng)的主要裝置和工藝流程14-21
• 2.1 LNG船液貨系統(tǒng)14-16
• 2.1.1 貨物圍護系統(tǒng)14-15
• 2.1.2 貨物輸送系統(tǒng)15
• 2.1.3 蒸發(fā)氣處理\燃氣系統(tǒng)15
• 2.1.4 管系15-16
• 2.2 LNG船主要工藝流程16-20
• 2.2.1 干燥17
• 2.2.2 惰化17
• 2.2.3 除氣17-18
• 2.2.4 預冷18
• 2.2.5 裝載18-19
• 2.2.6 裝載航行19
• 2.2.7 卸載19-20
• 2.2.8 入塢進行修理20
• 2.3 本章小結20-21
• 3 安全儀表系統(tǒng)的設計分析21-34
• 3.1 安全儀表系統(tǒng)的概念21
• 3.2 風險分析21-23
• 3.3 保護層分析23-25
• 3.4 安全完整性等級25-30
• 3.4.1 安全完整性等級的定義25-26
• 3.4.2 主要確定方法26-30
• 3.5 安全儀表系統(tǒng)的設計流程30
• 3.6 LNG船安全完整性等級確定30-33
• 3.7 本章小結33-34
• 4 LNG船安全系統(tǒng)的詳細設計34-50
• 4.1 LNG船應急關斷系統(tǒng)的主要邏輯設計34-46
• 4.1.1 LNG船上典型的意外事件34
• 4.1.2 安全功能的確定34-36
• 4.1.3 總體的關斷邏輯設計36-37
• 4.1.4 裝卸貨過程的關斷37-41
• 4.1.5 裝卸貨漂移量過大的關斷41-42
• 4.1.6 液貨艙溢流保護42-44
• 4.1.7 燃燒保護系統(tǒng)44-46
• 4.2 火災和氣體探測系統(tǒng)的設計46-49
• 4.2.1 氣體探測裝置47-48
• 4.2.2 火災探測48-49
• 4.2.3 輸出響應49
• 4.3 本章小結49-50
• 5 安全儀表的驗證與可靠性建模50-68
• 5.1 安全儀表的驗證流程50-51
• 5.2 靠性理論基礎51-54
• 5.2.1 失效率51
• 5.2.2 失效模式51-52
• 5.2.3 冗余結構與共因失效52-53
• 5.2.4 平均修復時間53
• 5.2.5 功能測試周期53-54
• 5.3 可靠性分析方法54-63
• 5.3.1 失效數據的獲取54
• 5.3.2 可靠性框圖法54-56
• 5.3.3 故障樹法56-57
• 5.3.4 馬爾科夫模型(Markov)57-58
• 5.3.5 三種計算模型的比較58-63
• 5.4 LNG船高液位安全儀表驗證與改進63-67
• 5.4.1 基于傳感器冗余的改進63-65
• 5.4.2 基于執(zhí)行機構冗余的改進65-66
• 5.4.3 基于功能測試周期的改進66
• 5.4.4 基于執(zhí)行器自身的改進66-67
• 5.5 本章小結67-68
• 6 總結與展望68-70
• 6.1 總結68-69
• 6.2 不足與展望69-70
• 參考文獻70-72
• 致謝72-73

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

1 張文海;;LNG船歷史事故研究[J];船舶;2011年04期

2 張琦;王誠志;;掃描國際LNG船市場[J];中國遠洋航務;2014年07期

中國碩士學位論文全文數據庫 前1條

1 吳小龍;石化裝置容錯安全儀表系統(tǒng)的設計[D];東北石油大學;2012年

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本文編號：907076