1. 研究目的与意义（文献综述）

1、选题的背景和意义

人类赖以生存的基本物质基础就是我们的自然环境，能源又是世界发展的重要资源，能源与环境的相互协调、相辅相成关系是人类社会当前所面临的世界性问题。目前，我国能源与环境面临着诸多的问题，能源利用的效率低下、环境污染的严重性、治理措施不够有效等问题都是我们在全面建成小康社会的过程当中不可忽视的关键问题。要解决该难题，施行人类的可持续发展，既要开发新型能源，又要保护环境免受污染。

2. 研究的基本内容与方案

3、研究目标、研究内容以及拟解决的关键问题

3.1研究目标

本文首先对研究背景、研究意义以及国内外研究现状进行了综述，并在国内外研究的基础上，以到港LNG船舶、LNG传输管线和LNG储罐所构成的LNG转储系统为整体研究，对LNG船舶、储罐和管线的泄漏逸散机理进行了研究，对船舶在码头装卸区LNG的泄漏原因、泄漏口的位置及环境等其他影响因素等问题进行了研究，发展了LNG转储系统泄漏逸散的初始泄漏模型，对泄漏中液池的演变过程、演变模型等进行了研究，对LNG转储系统的事故预防以及应急响应措施进行了研究。总言之，研究LNG船罐转储系统的泄漏逸散机理的最终目的就是要防止LNG转储系统事故的发生，降低由事故灾害引起的人员伤亡和财物损失。

3.2研究内容

具体研究内容如下：

1）LNG转储系统的组成及分析

液化天然气的转运和储存过程分为LNG运输船进港及停泊、LNG船与储罐之间的装卸、LNG在储罐中的储存。通过研究LNG专注系统的组成、转储系统设备的特点、LNG转运和储存的过程和转储过程中的泄漏等事故提出相应的处理方式。

2）LNG接收站、船舶和货物的基本特点

在对LNG码头和船舶进行风险评估之前，要对LNG的性质有深入的了解。通过大量文献研究LNG的理化性质及危害性，来研究LNG转储系统中可能遇到的风险事故。LNG码头是接受海运LNG的终端设施，通常由LNG传播专用泊位、储罐区、汽化区、安保系统及公共设施组成。LNG船舶是指载运LNG的专用船舶，鉴于LNG的特殊性，LNG船舶被称为是前所未有的高技术、高难度和高附加值的LNG专用船舶。本文中主要分析LNG船舶的主要两种分类及其发展趋势。

3）LNG转储系统的失效机理分析

LNG船舶泄漏逸散诱发原因主要从两个方面进行分析，第一是直接因素，主要是船舶碰撞所导致的穿孔时间；第二是间接因素，主要包括晃动冲击、船舱内爆炸、快速相变、低温应力破坏等。对于LNG储罐和管线的泄漏逸散，本文主要研究了典型的LNG转储系统的储罐和管线的布局、转储系统的各种工艺组成，研究了储罐泄漏逸散的机理和传输管线的泄漏逸散。

4）LNG液池的形成与演变

若LNG转储系统发生泄漏，货物泄漏入海，不溶于水，密度比水小，浮于海面以上，以漏洞为中心，呈半圆形蔓延；若在码头上发生泄漏，由于码头上有围栏，LNG将会形成液池，液池以漏洞为中心，呈圆形蔓延。液池的演变研究方向分为液池在水面上的演变和液池在陆地上的演变。

5）LNG转储系统事故预防以及应急响应措施

LNG船舶进港与停泊过程中会出现碰撞穿孔泄漏；在LNG管道转输过程中会出现管道连接不牢、管道疲劳、腐蚀穿孔等泄漏问题；在LNG储罐过程中会出现储罐的腐蚀、扰动翻滚、受热蒸发等问题。无论哪种泄漏都有可能诱发火灾或爆炸事故。LNG转储系统的安全与预防主要涉及LNG船舶的安全、LNG储罐的安全、LNG传输管线的安全等三个方面。

3.3拟解决的关键问题

通过风险分析的理论与方法，分析LNG转储系统的风险源，对LNG转储系统进行风险评价，运用LNG输送管道及储罐的设计理论方法，建立合理的LNG转储系统的物理模型，有效的降低LNG转储系统事故的发生频率，尽早开发出采用LNG燃料的远洋及内河船舶、渔船乃至海洋工程船，实现当前产品的“LNG化”，避免今后在常规船型技术上落后于日韩。与此同时，加大双燃料发动机、天然气发动机、LNG储罐等相关设备的研发力度，促进全行业总体竞争力进一步提高，从而为未来抢占市场提供有力支撑。

4、研究方法及研究方案

4.1 研究方法

1）文献调查法

阅读大量资料文献，掌握LNG输送管道及储罐的设计理论与方法，掌握风险分析的理论与方法，并且掌握风险评价的理论和方法，对LNG转储系统进行风险评价。

2）理论分析法

运用理论知识构建船罐转输系统的物理模型，通过对风险评估方法的比较分析，结合LNG行业的生产特点以及目前国内外对风险评估资料的占有情况，采用定性与定量相结合的综合评价方法，对LNG船罐转输系统进行评估。

3)实验分析法

通过阅读大量国内外实验研究的文献，建立LNG船罐转输系统风险评估模型，并选取相应实例进行分析。深入分析LNG转输系统风险源事故伤害模型，总结风险源造成事故的特点，对事故中的数据进行分析处理，得出风险评估，最终分析能否降低此类事故的发生。

4.2研究方案及风险分析

一、通过所学的知识和查阅文献，分析LNG转储系统泄漏逸散。

1）LNG转储系统泄漏逸散一般发生在船舶碰撞孔口、腐蚀穿孔、裂缝和阀件连接处。

2）分析方法：故障树（FTA）。故障树主要是找出事故的原因，确定事故的概率，适用于核电、工艺设备等事故的分析，工作量大，使故障树编制容易出错，导致结果失真。

3）LNG转储系统泄漏逸散原因：通过故障树（FTA）分析对典型LNG转储系统的泄漏逸散原因进行分析。在LNG船舶进港与停泊过程中会出现碰撞，这种碰撞包括船船碰撞、船码头碰撞，导致船体穿孔而发生泄漏；在LNG管道传输的过程中会出现管道连接不牢固、管道老化疲劳、腐蚀等问题导致泄漏；在LNG储罐过程中会出现储罐的腐蚀、扰动翻滚、受热蒸发等问题。

二、风险分析

LNG接收站站区的主要风险：

1)系泊缆绳断裂、ESD1、ESD2触发风险

LNG船舶系泊期间，受气象和海浪影响，发生系泊缆绳断裂，导致人员伤亡、船只与岸相撞。船舶与码头位置实时监控不到位，缆绳调整不当，导致ESD1、ESD2触发，卸料停止、卸料臂紧急脱离。

2)低温冻伤风险

LNG一般在-162℃左右，在站区低温操作或者发生LNG泄漏时，由于其低温特性，当人体直接接触，引发冻伤。

3)易引起爆炸、火灾

当LNG外泄，极易在接收站内形成碳氢化合物的云气，云气与空气混合后成为具有爆炸力的气体，当接收站区内有起火点，如：明火及火星、静电火花、遭受雷击，产生雷电火花、漏电产生火花，即会产生威力非常强大的爆炸并易形成大面积火灾。

4)LNG分层及翻滚风险

当不同组分的LNG混装或长期储存，导致新旧LNG的两层液体密度不同，罐内液体产生密度差，从而产生分层现象。在储存和运输过程中会有明显的扰动现象，这种剧烈的扰动就是翻滚。翻滚现象的产生会使储罐内的气压迅速上升并超过设定的安全气压，使储罐出现超压现像。

4.3技术路线

根据以上研究方法，拟采取以下研究路线：

1）查阅文献，掌握LNG输送管道及储罐的设计理论与方法，建立LNG转储系统的物理模型。

2）掌握风险分析的理论与方法，分析LNG转储系统的分线源，分析其失效机理，绘制不同故障形式的故障树进行定性和定量分析。

3）掌握风险评价的理论与方法，对LNG转储系统进行风险评价，并给出相关管理意见。

3. 研究计划与安排

5、进度安排

1）1-3周完成文献阅读报告和开题报告；

2）4-6周完成lng转储系统的物理模型；

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

[1]何茂全. 液化天然气储运系统风险评价[d]. 上海:同济大学, 2007. 4-7

[2]赖向军, 戴林. 石油与天然气——机遇与挑战[m]. 北京:化学工业出版社, 2003. 94-105