[发明专利]借助事故树和HAZOP对LNG储罐安全的监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对大型LNG低温全容储罐安全的监测方法，特别是关于一种借助事故树和HAZOP对LNG储罐安全的监测方法。

背景技术

节能和环保已成为当今世界高度关注的两大主题。为了优化产业结构，我国近年来大力发展液化天然气行业，2006年，我国第一个LNG接收站广东大鹏LNG正式投入生产运营。目前，国内虽然已有广东大鹏LNG、福建LNG和上海LNG三个接收站投入运行，但是大型LNG低温全容储罐作为液化工厂和LNG接收站的关键设备，其设计建造技术一直为国外公司所垄断，掌握其设计建造技术将打破国外企业的垄断地位，大幅降低LNG储罐的投资成本。为了拥有自主知识产权，满足我国LNG行业自身发展的需要，掌握储罐设计建造的核心技术已经迫在眉睫。

HAZOP（Hazard and Operability Analysis/Study）是一种通过对设计和使用的工艺或操作进行结构化和系统化的监测方法，来监测系统所存在的问题，这些问题可导致对人员、设备或有效操作的风险，并判断所采用的安全措施是否足够和适当，确定应添加的安全措施的方法。大型LNG低温全容储罐与常规储罐不同，它具有低温（-163℃）和全容（由9%镍钢内罐和混凝土外罐组成）的特性，并且极易发生泄漏、超压和翻滚等事故。传统的HAZOP监测模型，大多采用简单的表格式的审查方法，该方法适用于简单的工艺操作。但对于LNG低温全容储罐，在分析储罐的保温、翻滚和压力控制等方面，却具有很大的局限性。

事故树分析法（Fault Tree Analysis，简称FTA）是安全系统工程中常用的一种分析方法。事故树分析最先应用于军事行业，1961年，美国贝尔电话研究所的维森首创了FTA，并将其应用于研究民兵式导弹发射控制系统的安全监测中，用它来预测导弹发生的随机故障概率。而后，美国波音公司研究员对其进行了重大改进，并将其采用计算机进行分析和辅助计算。目前，该方法已从航空、核工业运用到了电力、交通等领域，用其来进行故障诊断、分析系统的薄弱环节、指导系统的安全运行和维修、实现系统的优化设计。事故树分析方法可以定量计算复杂系统发生事故的概率，为改善和保证系统安全性提供了定量依据。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能有效保证大型LNG低温全容储罐运行安全的借助事故树和HAZOP对LNG储罐安全的监测方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种借助事故树和HAZOP对LNG储罐安全的监测方法，其包括以下步骤：（1）在大型LNG低温全容储罐HAZOP模型的表格式HAZOP分析基础上，采用图形化方式将LNG储罐事故发生原因通过其层次关系进行连接，对原因之间的相互关系进行图形化的深度分析，找出事故发生的根本原因X_i；（2）利用事故树分析法对事故发生的根本原因X_i进行逻辑排列，编制事故树模型：将事故的根本原因X_i作为事故树的底事件，将底事件X_i位于逻辑门的底部，作为逻辑门的输入事件；根据已分析的导致顶事件A_i发生的各个原因，排列出各事故单元的事故树模型；（3）对事故树模型采用布尔代数法，从事故树的顶事件A_i开始对事故树进行逐步析取，得到导致顶事件A_i的发生概率F(X)以及事故发生的最小割集Q_i，并根据最小割集Q_i得到各底事件X_i的结构重要度N(X)和概率重要度K(X)；（4）根据顶事件A_i的发生概率F(X)、结构重要度N(X)和概率重要度K(X)，对LNG低温全容储罐发生事故的可能性进行判定：每个顶事件A_i的发生概率F(X)值高于各个顶事件A_i发生概率的平均值时，则说明储罐发生该顶事件A_i的几率较大；对结构重要度N(X)和概率重要度K(X)结果较大的底事件X_i，应增加相应的仪表和防护措施，进而保证大型LNG低温全容储罐在运行时的安全性。

所述步骤（3）中，概率重要度K(X)是表示第i个底事件X_i发生概率的变化引起顶事件A_i发生概率变化的程度，依靠各底事件X_i的概率重要系数大小进行定量分析，概率重要度K(X)为：