内河柴油-LNG双燃料动力船舶风险分析

发布时间：2017-05-19 18:25

  本文关键词：内河柴油-LNG双燃料动力船舶风险分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着石油资源的日益匮乏、石油价格的不断上涨以及人类环保意识的逐渐增强,低碳节能环保成为当前船舶技术进步的主题。人们正在从各个方面努力寻求理想的解决方案,如更合理的船舶结构、更清洁的燃料、更高效的动力推进系统,等等。其中以液化天然气(LNG)为燃料并采用柴油-LNG双燃料发动机为动力推进系统的应用是其中备受关注的一个方面,越来越多的基于气体燃料船舶的全新设计在市场中出现。因其在资源、成本、环保等方面具有显著的优势,柴油-LNG双燃料动力船舶具有广泛的应用前景。由于LNG作为燃料的特殊性,其一旦发生泄漏,可能造成火灾爆炸的危险,因此进行柴油-LNG双燃料动力船舶的风险分析尤为重要。本文在对内河柴油-LNG双燃料动力船舶风险识别的基础之上,从三大方面对双燃料动力船舶的风险展开分析,包括燃料加注过程的风险分析、机舱安全风险分析以及LNG动力船舶航行过程中发生碰撞事故对气罐产生影响的分析,通过分析,得出了一些有益的结论。本文主要研究工作如下:(1)对内河柴油-LNG双燃料动力船舶的风险进行识别,对引发LNG动力船舶泄漏和火灾爆炸事故的因素进行了归纳,包括可燃气体泄漏因素、火源产生因素和避险措施失效的因素。(2)运用事故树分析方法,对LNG双燃料动力船舶在加注过程中的风险进行识别并进行定性分析,根据事故可能的发生途径,提出相应的安全对策。根据重大危险源定量风险评价的泄漏概率和相关统计公式得到燃料加注过程中管系发生泄漏的概率。(3)对加注过程LNG发生泄漏事故的后果进行了预测。包括利用高斯模型结合matlab软件,对加注过程管系发生泄漏时可燃气体浓度在5%-15%的范围进行预测;运用池火模型计算加注过程LNG泄漏形成池火的热辐射危险距离;采用TNT当量法和超压准则对加注过程发生蒸气云爆炸的危害范围进行预测。(4)对LNG双燃料动力船舶机舱安全进行了评估分析,选取“双燃料动力船舶机舱火灾爆炸”为顶事件建立事故树,通过专家分析法和模糊集理论得到本质安全型机舱和增强安全型机舱基本事件发生概率和顶事件发生概率,评估了两类机舱的安全性。(5)运用MSC.dytran软件分析内河柴油-LNG双燃料动力散货船在发生碰撞事故时,对尾部开敞甲板上的气罐产生的影响。选取两艘内河散货船,通过软件模拟得出LNG动力船舶在发生追尾和舷侧侧向垂直碰撞(沿气罐轴线方向)时船体结构、气罐和气罐基座的响应情况,对发生碰撞事故时尾部开敞甲板上气罐的安全性进行评估。
【关键词】：柴油-LNG双燃料船 风险分析 燃料加注 机舱 碰撞
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U698;U674.92
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-16
• 第1章 绪论16-23
• 1.1 课题的研究背景和意义16-18
• 1.2 国内外研究现状18-22
• 1.2.1 柴油-LNG双燃料动力船舶发展现状18-20
• 1.2.2 国内外船舶风险评估相关理论研究现状20-21
• 1.2.3 国内外天然气泄露风险评估研究现状21-22
• 1.3 本文的主要研究内容与研究方法22-23
• 第2章 内河柴油-LNG双燃料动力船舶23-36
• 2.1 引言23
• 2.2 柴油-LNG双燃料动力船舶23-25
• 2.2.1 内河柴油-LNG双燃料动力船舶概述23-24
• 2.2.2 柴油-LNG双燃料动力船舶系统工作原理24-25
• 2.3 内河柴油-LNG双燃料动力船舶机舱25-29
• 2.3.1 本质安全型机舱26-27
• 2.3.2 增强安全型机舱27-28
• 2.3.3 两类机舱的对比28-29
• 2.4 LNG双燃料动力船舶燃料加注模式29-32
• 2.4.1 LNG燃料水上加注方式29-31
• 2.4.2 适合我国内河水域的加注方案31-32
• 2.5 LNG双燃料动力船舶气罐32-35
• 2.5.1 LNG双燃料动力船舶气罐类型32-33
• 2.5.2 LNG双燃料动力船舶气罐布置33-34
• 2.5.3 LNG气罐结构34-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第3章 内河柴油-LNG双燃料动力船舶风险识别36-41
• 3.1 引言36
• 3.2 基本组成和基本性质36-37
• 3.3 内河柴油-LNG双燃料动力船舶风险识别37-40
• 3.3.1 可燃气体泄漏风险因素38
• 3.3.2 火源产生风险因素38-39
• 3.3.3 避险措施失效的因素39-40
• 3.4 评估内容确定40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 柴油-LNG双燃料动力船舶加注过程风险分析41-65
• 4.1 引言41
• 4.2 水上LNG燃料加注工作原理41-42
• 4.3 燃料加注过程事故树定性分析42-48
• 4.3.1 确定顶事件42
• 4.3.2 调查原因事件42-43
• 4.3.3 编制燃料加注火灾、爆炸事故树43-45
• 4.3.4 燃料加注火灾爆炸事故树定性分析45-46
• 4.3.5 安全分析与对策46-48
• 4.4 燃料加注过程管系泄漏概率估算48-51
• 4.5 燃料加注过程发生泄漏事故的后果分析51-64
• 4.5.1 燃料加注过程管系泄漏浓度扩散范围预测52-56
• 4.5.2 燃料加注过程泄漏形成池火的后果预测56-58
• 4.5.3 燃料加注过程气罐泄漏发生蒸气云爆炸的后果预测58-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第5章 LNG双燃料动力船舶机舱安全评估65-76
• 5.1 引言65
• 5.2 LNG双燃料动力船舶机舱火灾爆炸事故树定性分析65-68
• 5.2.1 LNG双燃料动力船舶机舱风险识别66
• 5.2.2 建立LNG双燃料动力船舶机舱火灾爆炸的事故树66-67
• 5.2.3 最小割集67
• 5.2.4 求最小径集67-68
• 5.2.5 结构重要度分析68
• 5.3 事故树定量分析68-75
• 5.3.1 基本事件发生概率的确定69-73
• 5.3.2 定量结果73-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第6章 船舶碰撞载荷对LNG动力船舶开敞甲板上气罐的影响76-89
• 6.1 引言76
• 6.2 MSC.Dytran基本理论76-79
• 6.2.1 显示时间积分法（拉格朗日方法）77-78
• 6.2.2 材料模型78-79
• 6.3 碰撞模型及研究方案79-81
• 6.3.1 撞击船舶主尺度要素79-80
• 6.3.2 碰撞方案80
• 6.3.3 有限元模型的建立80-81
• 6.4 数值仿真结果和分析81-87
• 6.4.1 追尾方案下的结果分析82-85
• 6.4.2 舷侧侧向垂直碰撞（沿气罐轴线方向）方案下的结果分析85-87
• 6.4.3 结论87
• 6.5 本章小结87-89
• 第7章 结论与展望89-92
• 7.1 本文主要工作及结论89-90
• 7.2 进一步研究工作展望90-92
• 参考文献92-96
• 附录1 评估意见征询问卷Ⅰ96-98
• 附录2 评估意见征询问卷Ⅱ98-100
• 附录3 Matlab源程序100-104
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和取得的科研成果104-106
• 致谢106

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 涂吉兴;揭业香;;LNG储罐组泄漏爆炸事故后果模拟[J];安防科技;2006年11期

2 闫善郁;事故树的模糊分析方法研究[J];大连铁道学院学报;1997年01期

3 陈国华;成松柏;;LNG泄漏事故后果模拟与定量风险评估[J];天然气工业;2007年06期

4 王自力,顾永宁;超大型油船双壳舷侧结构的碰撞性能研究[J];中国造船;2002年01期

5 段玉龙;胡以怀;;LNG船舶事故分析及风险控制[J];船海工程;2013年03期

6 范洪军;张晖;徐建勇;;LNG加注趸船的池火危险距离分析[J];中国造船;2013年04期

7 何晓聪;周瑞平;;LNG燃料动力船机舱设计研究[J];造船技术;2013年06期

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本文编号：379495