lng加氣站儲氣罐安全評價方法研究
1、選題意義
國家「十五」規劃期間，天然氣汽車推廣進展順利，相應的配套產業lng（liquefied natural gas，液化天然氣）、l-cng加氣合建站（liquefied natural gas-compressed natural gas，液化天然氣-壓縮天然氣，既能對lng汽車加氣，又能對cng汽車加氣）的推廣及發展也在逐漸成熟。
lng的主要成分是甲烷（ch4）和乙烷（c2h6），均為易燃易爆物質，屬甲類火災危險品，**極限為5%~15%，對空氣的相對密度為0.675，擴散係數為0.196。
（朱世敏：《lng汽車加氣站消防安全設計》）lng屬於低溫深冷儲存，所以加氣站中的lng一旦從儲罐或加氣管道中洩漏，小部分立即急劇汽化成天然氣蒸汽，剩下的洩漏到地面，沸騰汽化後與周圍的空氣混合成冷蒸氣霧，在空氣中冷凝形成白煙，再稀釋受熱後與空氣形成**性混合物。lng洩漏冷氣體在初期比周圍空氣濃度大，易形成雲層或層流。
汽化量取決於土壤、大氣的熱量供給，剛洩漏時汽化率很高，一段時間後趨近於乙個常數，這時的lng洩漏到地面上會形成一種液態流體。就物理特性而言，由於天然氣的易燃性，lng一旦洩漏很容易產生**和火災，超低的溫度更增加了lng的危險性。（《**液化天然氣的消防安全》）如2023年，浙江省一座lng接收站的天然氣的外輸管線在試壓執行後不久發生了洩漏**，最終造成2人死亡、8人不同程度受傷；2023年中國石油江蘇分公司的一座液化天然氣接收站內的一座lng儲罐發生特大安全事故，最終造成9人死亡，14人受到不同程度的傷害；2023年1月19日，阿爾及利亞的斯基克達乙個lng生產廠的蒸氣鍋爐發生**,引發了一系列大規模蒸氣雲**和火災，持續了8小時。
**和火災摧毀了部分工廠，並造成了工廠周邊區域的死傷及財產損失。（黃睿：《lng_l_cng加氣合建站重大危險源辨識與評價》）
lng加氣站是專為lng燃氣汽車加氣的專用加氣站，可分成標準式加氣站、撬裝式加氣站。標準式lng加氣站把站內裝置平鋪安裝在地面，lng儲罐容積大（一般在50m3以上），可配置多台加氣機，能滿足較多lng汽車加氣。北京、烏魯木齊、長沙、貴陽等地建成了標準式lng加氣站並投入營運。
標準式lng加氣站裝置加土地等成本約在800-1000萬。
撬裝式lng加氣站可分為地面式和移動式撬裝lng加氣站，儲罐總容積一般不大於50m3，較標準式建設更靈活。移動式撬裝lng加氣站將以上各系統集中安裝在撬體內，可整站移動。相較標準式加氣站，撬裝式加氣站具有工藝流程簡單、建設周期短、投資少的優點。
撬裝式加氣站單就裝置成本來看，約200萬元。
根據相關統計和**，2023年、2023年、2023年中國lng加氣站分別為達到2000座、5000座、10000座，lng加氣站的增長速度可見一斑。隨著lng的普及和運用，其事故風險率也隨之增加，lng加氣站都建於市縣規劃建成區邊緣，一旦洩漏將造成嚴重的後果，所以對lng加氣站建設進行全面的安全評價，並對lng加氣站的事故進行定量分析**是非常重要的。
2、該領域國內外研究動態
著近年來國內lng加氣站的長足發展，科研人員也進行了更加深入的技術研究。在清華大學學術資訊發現平台上，搜尋關鍵字「lng加氣站」，共有54篇文獻，無學位申請**，2023年以後的文獻有31篇（如表1）；搜尋關鍵字「lng filling station」，沒有相關文獻。在中國知網上搜尋主題詞「lng加氣站」，共有4,451條結果，在結果中搜尋「安全評價」，僅有10條記錄（含lng船的相關文獻）。
黃睿（《lng、l-cng加氣合建站重大危險源辨識與評價》）在碩士學位**中對典型lng、l-cng加氣合建站的特性、裝置和關鍵技術進行了簡要介紹，然後對站內的危險、有害因素進行了初步的辨識。通過文中所用到的危險源辨識和評價方法的介紹，提出了適合加氣站重大危險源辨識和評價的辨識評價模式圖。並以邛名lng、l-cng加氣合建站為例，利用所建立的重大危險源辨識與評價模式對加氣站進行辨識和評價。
史文文（《lng氣化站的風險評價及預警系統的構建》）在碩士**中從lng自身危害、lng儲罐和管道設施有害因素、人力和安全管理危險因素和環境因素四個方面分析得出了 lng 氣化站可能存在的風險因素。利用故障樹分析法，建立了 lng 氣化站內各關鍵裝置的故障樹系統，並進行了故障樹分析，求得了各自的最小割集，提出了一些避免事故產生的措施；最後是 lng 氣化站安全預警模型的建立，包括建立預警指標管理系統、構建綜合安全風險預警模型、設計警情演示系統和制定應急救援體系。
針對加氣站的安全評價方法，楊曉欣（在碩士學位**《cng加氣站儲氣罐安全評價方法研究》一中）通過對目前cng加氣站安全評價方法的比較，從cng加氣站的實際運**況出發，建立了基於故障樹/安全檢查表分析的安全評價模型。最後開發了cng加氣站儲氣罐安全評價軟體，實現了cng加氣站儲氣罐安全評價的自動化。
儘管目前國內對天然氣汽車和加氣站的研究成果比較多，但是其中的大部分都是針對天然氣汽車或cng加氣站的研究，對於lng加氣站中整個流程（包括卸車過程、儲罐的增壓過程以及加氣過程等）的詳細的分析和研究較少，並且大部分對裝置僅有所涉及，沒有進行詳細的描述。同時，lng加氣站型式是多樣的，對於加氣站型式的選擇和加氣站規模的設計更多的是根據經驗來確定，缺乏理論依據。
在lng加氣站的安全性方面，國內的研究比較少。歐美和日本對lng的研究較為深入，法律、法規、標準、規範自成體系、相對完善先進。美國消防協會（nfpa）制定的國家標準nfpa59a《液化天然氣（lng）生產、儲存和裝運》已經等同轉化成為我國標準gb/t20368；歐洲標準委員會（cen）制定的歐洲標準en1473已等同轉化為我國標準gb/t22724《液化天然氣裝置與安裝陸上裝置設計》。
兩個標準對lng工廠的設計、選址、建造、安裝、維護、防火、安全等方面做了詳細的規定。國外對這方面的研究大多是出於安全性角度考慮的法律法規，專門針對lng加氣站的研究也比較少。這些都是急需要解決的問題，從而為天然氣汽車產業化發展和lng加氣站技術的提高打下良好的基礎。
（lng加氣站工藝技術、安全及經濟性分析宋振興）
3、本課題研究的目的
lng加氣站憑藉其各方面的優勢必將成為今後清潔能源的乙個發展趨勢，具有非常良好的發展前景。作為一類新興的加氣站，其站內裝置種類增多，工藝流程較為複雜，在站內布置安全措施、進行裝置安裝及生產過程控制時，應對站內重大危險源進行辨識和評價，同時應該進行事故**。對lng加氣站重大危險源辨識和評價並對事故進行**，是lng加氣站安全設計、施工、管理的一項重要的基本工作，是依靠現有的科技技術來預防lng加氣站重大事故的具體表現。
大量實踐證明，將重大危險源辨識和評價技術應用到各大易燃易爆場所，可以實現對安全生產情況的掌握，提高設施及裝置本身執行安全水平，最終實現安全與生產的協調發展。因此，研究lng加氣站安全評價方法對於今後lng加氣站的建設、管理和發展都具有非常重要的意義，同時也為制定相關技術規範提供相關的理論支撐。
4、預期成果
尋找一種適合lng加氣站安全評價的科學辦法並編製成簡便易操作的vb軟體程式，為lng加氣站的選址設計、工程建設、日常管理提供理論依據，減少日常工作量，將安全評價工作常態化。用貝葉斯網路**洩漏事故的結果表明，「執行」失誤是 lng 洩漏最主要的事故原因，而個人層的cpc會對執行失誤產生較大的影響。
通過對lng加氣站的物—人—環境及操作流程進行深入研究，建立基於fta（故障樹分析）和sca（安全檢查表分析）的安全評價模型，從而對lng加氣站進行重大危險源的辨識和評價；利用層次分析法（ahp）、貝葉斯網路為工具，對lng加氣站進行危險性評價，用於lng加氣站的安全評價。再將上述過程進行vb程式設計，使介面簡單、使用方便。最後將計算結果與aloha軟體計算結果進行對比。
5、研究方案、研究方法及其論證
（1）研究方案：
簡述國內lng加氣站標準式加氣站和撬裝式加氣站的基本工作流程，將兩個系統中物—人—環境各要素作為研究物件，明確相互關係，進行重大危險源的辨識和評價，分別對兩類加氣站進行安全等級劃分歸類，將相關資料簡化處理，用vb語言編出簡易程式，將結果與aloha軟體計算結果進行對比，驗證程式效果。
建立基於故障樹/安全檢查表的安全評價模型，運用該方法分別對標準式和撬裝式lng加氣站進行安全評價。針對儲罐**危險性：首先建立lng加氣站**故障樹，找出影響lng加氣站儲氣罐安全的主要隱患，然後盡量充分地考慮裝置、人員、規章制度、環境四方面的因素，從而確定安全評價指標。
再運用改進的層次分析法確定各個指標的權重，同時運用聚類分析法對權重係數進行修正，從而使安全評價指標的權重分配更加客觀。再對安全評價指標科學賦值，依照相關的標準規範和事故案例建立安全檢查表。依照同樣的方法對加氣站內的其他關鍵裝置和工作流程建立故障樹。
針對儲罐洩漏：先將認知可靠性與失誤分析方法（cream）的共同績效條件（cpc）分成3層，即組織層、技術系統層和個人層。以貝葉斯網路（bn）為工具，利用其因果推理和診斷推理的功能，進行人因失誤**和追溯的雙向分析。
將考慮組織因素的人員操作失誤概率引入加氣站裝卸過程lng洩漏的bn中，進行lng洩漏的安全評價以及洩露事故原因的重要度分析。
在上述基礎上，建立起lng加氣站的模糊綜合評價體系，針對各個評價單元進行模糊評價，得出模糊綜合評價結果，最後得出整個lng氣化站的安全等級；歸納總結出lng氣化站各類事故的危害模型：lng 和氣態天然氣的洩漏量、天然氣擴散模型、火災熱輻射模型以及**衝擊波模型，針對每種危險事故歸納出了其後果模型，並以某氣化站為研究物件，採用實際調研資料，著重分析了蒸氣雲**、沸騰液體擴充套件蒸氣**和池火火災的事故後果。
（2）研究方法：
fta（故障樹分析）和sca（安全檢查表分析）、層次分析法（ahp）、貝葉斯網路**法、vb語言。
（3）論證：
通過對某市標準式加氣站、衡水市華潤燃氣公司lng加氣站工程對研究成果（vb語言）進行檢驗，並對比aloha軟體檢測成果。
6、關鍵難點擬採取的解決措施
LNG加氣站方案
廈門 通訊科技 xiamen four faith communication technology co ltd 一 原理框架 加氣站的資料通過無線的方式傳回到資料伺服器上面，監控中心對資料伺服器的資料進行管理，監控中心能過夠生成報表 對歷史記錄的查詢 檢視到每個加氣站的資訊 低於或者超過設定的引...
LNG加氣站應急預案
全面主管公司lng加氣站除錯的指揮工作，組織實施 總指揮 1.2安全小組 全面主管公司lng加氣站的試壓 吹掃 除錯 執行 安全負責人 安全小組組員 監理 1.3技術小組 全面負責處理公司lng加氣站站在除錯 試執行中的 技術組長 技術副組長 華氣厚普 技術小組組員 施工單位 場站技術員 1.4後勤...
LNG加氣站操作流程
目錄第一章潛液幫浦運營維護作業規程4 1 潛液幫浦概述4 1.1 使用範圍4 1.2 效能特點4 1.3 詳細介紹5 2 潛液幫浦運營流程6 2.1 啟動前檢查6 2.2 啟動幫浦6 2.3 停幫浦6 2.4 潛液幫浦操作流程6 3 潛液幫浦的使用注意事項7 4 常見故障分析及排除8 5 潛液幫浦維...