液化天然气(LNG)船舶安全运输管理.ppt
《液化天然气(LNG)船舶安全运输管理.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《液化天然气(LNG)船舶安全运输管理.ppt(86页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、交通运输部水运科学研究院 谢天生,液化天然气(LNG)船舶安全运输管理 船舶靠离泊和装卸作业安全管理,液化天然气(LNG)船舶安全运输管理 船舶靠离泊和装卸作业安全管理,LNG危险有害特性 LNG船舶构造及危险源识别 LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的危险源辨识 LNG装卸作业火灾爆炸事故模拟 LNG船舶靠离泊和装卸作业安全管理,交通运输部水运科学研究院,2,二、制定目的,交通运输部水运科学研究院,3,一、定义,交通运输部水运科学研究院,4,指港口经营企业(单位)在港口危险货物生产活动中将危险因素、有害因素控制在安全范围内以及预防、减少、消除危害所配备的装置(设备)和采取的措施。,LNG危险有
2、害特性,交通运输部水运科学研究院,5,液化天然气(LNG),LNG是以甲烷为主要成分的混合物,其组成如下图所示。,LNG危险有害特性,主要特性参数:,交通运输部水运科学研究院,6,LNG危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,7,1、易燃易爆 LNG及其蒸发产生的天然气的最主要成分为甲烷。对照原油和天然气工程设计防火规范(GB50183-2004),LNG属于液化烃,为甲A类火灾危险物质,甲烷气体属于甲类可燃气体,它们均属于高度易燃易爆物质。LNG火灾的特点是:火焰传播速度较快;质量燃烧速率大(地上和水上燃烧速率分别达到0.106kg/m2s和0.258kg/m2s,约为汽
3、油的2倍);火焰温度高、辐射热强;易形成大面积火灾;具有复燃、复爆性;难于扑灭。,LNG危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,8,2、易蒸发 LNG(按甲烷考虑)的沸点为-162,在常温下极易蒸发,极易产生燃烧爆炸所需的蒸气量。LNG一旦从容器中泄漏出来,一小部分立即急剧气化成蒸气(即天然气),剩下的泄漏到地面或海上,沸腾气化后与周围空气混合生成冷蒸气雾,在空气中冷凝形成白烟,再稀释受热后与空气形成爆炸性混合物(或称可燃性气云)。爆炸性混合物若遇到点火源(最小点火能量为0.28mJ),将引发闪火或蒸气云爆炸等事故。LNG泄漏后形成的冷气体在初期比周围空气重,易形成云层或层
4、流。泄漏的LNG的气化(蒸发)量取决于地面和大气的热量供给,刚泄漏时气化率很高,一段时间以后趋近于一个常数,如果泄漏的LNG数量较大,这时余留在地面的LNG就会在地面上形成一种液流。若无围护设施,则泄漏的LNG就会沿地面扩散,遇到点火源可引发池火灾。,LNG危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,9,3、低温 LNG以低温常压方式储存,工作温度为-162。如此低温物质一旦泄漏,如果接触到常温管材或设备,就可能发生脆裂现象;如果接触到作业人员,就会造成严重冻伤。LNG低温引起的危险性主要即指由于LNG意外泄漏等形成的低温从而造成的船舶构造、设备的损坏和对人体造成的伤害。,LN
5、G危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,10,3、低温(1)对船体、设备的破坏 由于LNG船舶液货系统在设计时已考虑了货物的低温性,并采用了耐低温的材质与结构,因此低温LNG对船体和设备的损害总是发生在LNG货物意外泄漏、外溢时。当超低温的LNG和普通非耐低温的船体、设备接触后,会使碳钢迅速减少韧性和伸延性,材料脆化,产生龟裂、破碎。这主要是由于局部的冷却而产生了过度的热应力,造成钢板严重丧失延展性,最终形成无法控制的破裂从而危害了整个船体结构。,LNG危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,11,3、低温(2)结冰 货物系统中的水分,如潮湿的气体和露
6、点温度较高的惰性气体中携带的水分以及溶解在货物中的水分,都会由于液化气货物的低温而结冰。结冰的危害同水合物一样,都会对货泵、阀门、传感器管路、喷淋管路和液位测量设备等造成损坏或堵塞。(3)对人体的危害 低温LNG与人员的身体相接触,会从皮肤上吸收显热,并且由于汽化而吸收潜热,因此裸露的皮肤会被冻伤。并且,当人体暴露在 0以下的环境中,持续工作一段时间后,将造成永久性的伤害。,LNG危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,12,4、快速相变特性 温度不同的两种液体在一定条件下接触时可产生爆炸力,称为快速相变现象,LNG与水接触时,尽管不发生燃烧,但具有爆炸的所有其他特征。,L
7、NG危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,13,5、热膨胀性与热外溢 LNG具有较大的热膨胀系数,以液态的甲烷为例,假如在-40时的体积为1,当温度上升至0时其体积即膨胀至1.094,体积增大了9.4%;温升至40时其体积将膨胀至1.236,体积增大了23.6%。对于一个装满液化气的密闭容器来讲,它将难以承受这种由液体热膨胀而产生的压力。另外,在新装LNG注入液货舱之后,如果与舱中残留的密度不同的残留液化气没有很好的混合,即会导致冷而轻的液化气在上层,热而重的在下层,热量以热波的形式自下而上传递,从而导致上层的液化气体积膨胀并大量蒸发,液货舱内压力迅速升高,最终造成大量液
8、化气外排。这种现象称为“热外溢”,也是造成液化气事故的一个重要原因。,LNG危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,14,6、压力特性及危害(1)高压危害 LNG船舶在载货运输过程中,由于外界热量的传递,处于封闭的液货系统温度会升高,货舱蒸气压力变大,一旦压力高于设计许可值,就会对系统造成损坏或形成危险。因此在操作时,如打开阀门、盲板等设备前,应利用仪表等观察、判断系统内部是否存在高压蒸气或液体,以免对人员、设备造成损害。,LNG危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,15,6、压力特性及危害(2)压力叠加与翻滚 对于LNG船舶或岸站储罐,在装货过程中,
9、如果装入的液货与舱内原液货的温度不同,则两种密度不同的液体在混合过程中,由于温度差会导致货物翻滚,同时会有大量蒸气剧烈释放并伴有压力上升现象。(3)液货舱负压 正常情况下,无论载货与否,LNG船舶货舱内为低正压。当在某些特殊情况下货舱内出现负压时,除可能会吸入空气外,还可能会破坏货舱结构。对于屏蔽材料很薄的薄膜式液货舱要尤为注意,因为较小的负压或压力差就极易损坏货舱结构。,LNG危险有害特性,LNG危险有害特性,交通运输部水运科学研究院,16,7、LNG的毒理特性 天然气为无毒窒息性气体,但常因其成分中含有一定的水等杂质,对设备和管道有一定的腐蚀性,空气中LNG含量过高或氧含量不足时,对人体产
10、生窒息作用。,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的发展历史,交通运输部水运科学研究院,17,1951年,第一个提出天然气液化运输的是美国实业家威廉伍德,其理念是对天然气进行液化,并储存在陆地上的罐中,然后用驳船进行运输。1954 年,英国设计了14000吨圆柱型舱的甲烷运输船。1959年1月25日,“甲烷先锋号”开始了第一次历史性航行,并获得了成功。1960年,英国与阿尔及利亚签订了为期15年的100万 SCF/d 的LNG 运输合同,同时开始建造商业船“甲烷公主”和“甲烷进步”。1961年,法国试验船开始改建,于1962年完工,经试验成功。1965年,法国建造了25500 m3的“朱丽
11、沃”号,并签订了为期15年 5000万SCF/d的LNG运输合同。,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,18,八十年代,LNG船舶货舱容积12.5万立方米为主流船型;九十年代,13.513.8 万立方米为主流船型;21世纪初则以14.5万立方米为主流船型。目前新造船舶已出现16万立方米以上的新船型,某些主要从事LNG船舶建造的厂家正在设计和开发20万立方米的超大型LNG船舶。LNG船舶的货物围护系统主要有三种类型,分别为薄膜型、球型和棱柱型(如图3.2所示)。,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,19,薄膜型液
12、货舱 薄膜型液货舱主要有两种型式,分别为Gaz Transport和HTechnigazH。两者较为相似,均采用具有良好弹性的薄钢“薄膜”围护货舱。,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,20,薄膜型液货舱Gaz Transport和HTechnigazH薄膜型货舱内部,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,21,薄膜型LNG船舶,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,22,Moss球型液货舱 Moss 球型液货舱由铝球罐、绝缘层、外壳、支撑罐裙以及管塔组成。该型液货舱由于设
13、计良好,因此迄今具有良好的安全纪录。船舶从没有因为货舱系统的不足或损伤而停止运营。,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,23,Moss球型液货舱,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,24,Moss 型LNG船舶,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,25,Moss 型LNG船舶,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,26,棱型液货舱棱型液货舱货物围护系统和球型液货舱相似,但在形状上不同,货舱结构类似“B”型。,LNG船舶构造及危险源
14、识别,LNG 船舶的结构设计,交通运输部水运科学研究院,27,棱型 LNG船舶,LNG船舶构造及危险源识别,LNG 船舶LNG船舶在营运过程中安全影响因素 LNG 船舶系统安全 船员因素 船舶因素 航行与作业环境因素 营运管理因素,交通运输部水运科学研究院,28,LNG 船舶系统安全船员因素船舶因素航行与作业环境因素营运管理因素图 3-16:LNG 船舶系统安全影响因素,LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的危险源辨识,LNG船及接收站全球事故案例分析,交通运输部水运科学研究院,29,根据LNG船船型的不同,在158个LNG船事故案例中,有58个案例中的LNG船为薄膜型,80个案例中的LNG船为球
15、型,18个案例中的LNG船为其它类型,另外2个案例的船型未知。,球型LNG船发生事故的比例最高,薄膜型次之,其他类型LNG船最低。但进一步分析可知,占目前全部LNG船只数量仅5%的其它类型LNG船的事故却占了全部事故数量的11%,这意味着该类船型有相对较高的事故发生率。,LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的危险源辨识,LNG船及接收站全球事故案例分析,交通运输部水运科学研究院,30,自1985年以后,球型LNG船的事故数占全部事故数的比例有较大下降,占33%;对应的薄膜型LNG船则占61%,事故数比例有较大的增加。,1985年以后不同LNG船型在事故中所占比例,LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的
16、危险源辨识,LNG船及接收站全球事故案例分析,交通运输部水运科学研究院,31,根据事故的不同性质,可将LNG船事故案例划分为八个大类:Col碰撞:撞击或被别的船只撞击Gul触礁/搁浅:触到海底或搁浅Cnt与其他物体/船舶触碰:与其他物体或船只发生触碰FE火灾/爆炸EM装备/机械失灵;引擎失灵,推力丧失,操舵失灵等HW恶劣天气L/U装载/卸载事故:泄漏,溢出,翻转等CCS货物控制系统事故:货物损失,液货摇晃严重,液氮泄漏等。,LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的危险源辨识,LNG船及接收站全球事故案例分析,交通运输部水运科学研究院,32,LNG船历史事故年均发生频率,LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程
17、中的危险源辨识,LNG船及接收站全球事故案例分析,交通运输部水运科学研究院,33,LNG船历史事故年均发生频率,由表可知,各种类型的LNG船及接收站历史事故的发生概率都非常的小,其中发生概率最大的是装备/机械失灵,最小的是触礁与触碰事故;所有类型的LNG船及接收站事故每船年平均发生频率仅为5.6%,可见在每年发生的船舶事故数量中所占比例很小,即相对于其它船舶而言,LNG船发生事故的概率是很小的。,LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的危险源辨识,LNG船及接收站全球事故案例分析,交通运输部水运科学研究院,34,LNG船各类事故数量随年份的变化(1964年2005年),LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程
18、中的危险源辨识,LNG船及接收站全球事故案例分析,交通运输部水运科学研究院,35,LNG船各类事故数量随年份的变化(1964年2005年),由该表可见,在LNG船所有事故中,一般性船舶均可能发生事故的数量在19761985年期间最高,随后又大幅的下降,近些年维持在年均2起的水平,从全球规模庞大的LNG船数量来看,该事故发生频率是相当低的;而LNG所特有的事故发生数量,在6475年期间为11起,7685年期间达到最高,为28起,随后,事故发生数量一直下降,近些年则维持在年均0.2起的水平,发生的频率极低;综合19642005年所有的事故,一般性船舶事故发生数为109起,LNG特有的事故发生数为4
19、9起,约为前者的一半,可知在LNG船事故中,主要的仍为一般性船舶均可能发生的事故,针对LNG的特有发生的事故则不占主要部分。此外,由此表还可知,LNG船事故的发生频率自85年以后一直保持在一个很低的水平,全球年均仅2.3起事故。,LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的危险源辨识,LNG船及接收站全球事故案例分析,交通运输部水运科学研究院,36,不同时期LNG历史事故发生数量及频率(1964年2005年),LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的危险源辨识,LNG船及接收站全球事故案例分析,交通运输部水运科学研究院,37,不同时期LNG历史事故发生数量及频率(1964年2005年),由上表可见,在LNG航
20、运早期(1964年一1975年),及19761985年期间,无论是一般性船舶事故还是LNG特有事故,发生的数量和频率都相对较高,而自1985年以后,随着LNG航运技术及相关规范的发展和完善,事故发生的数量和频率均大大下降,尤其是19962005年期间,各种LNG事故的年均发生数量仅2起,发生频率仅0.15%,由此可知LNG船及接收站的运营安全水平是很高的。,LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的危险源辨识,LNG船靠离泊和船岸衔接危险识别与初步分析,交通运输部水运科学研究院,38,在事故案例分析的基础上,为更好地对LNG船靠离泊和船岸衔接过程进行研究,对可能导致LNG船船岸衔接过程事故的潜在危险因
21、素(含危险发生时潜在后果及暂拟缓解措施/进一步行动建议)及LNG船港内航行过程中的潜在危险因素进行识别分析。,LNG船舶靠离泊和船岸衔接过程中的危险源辨识,LNG船船岸衔接及在港区航道内航行,可能存在的主要风险,交通运输部水运科学研究院,39,在港区航道航行过程中的主要风险:LNG船发生碰撞、搁浅、触损,以及由此引起的火灾/爆炸。船/岸之间的主要风险:LNG装/卸载时发生泄漏、溢出及由此引起的火灾及(接收站)爆炸。,LNG装卸作业火灾爆炸事故模拟,交通运输部水运科学研究院,40,LNG装卸作业过程中一旦发生LNG泄漏事故,将随泄漏孔径的不同而造成不同程度的泄漏。一旦大量LNG泄漏出来后,将首先
22、在码头面、水面迅速蒸发,而后四处流淌并据不同的气象条件向下风向扩散,蒸发气扩散范围很大。LNG池火火势猛烈。事发现场的人员和设备直接陷于火海之中,遭受致命伤害和破坏。而且,码头面管道、后方接收站内均为LNG储运设施,在码头遭受LNG火灾破坏后,极易引发多米诺效应,造成更大规模的火灾爆炸事故。码头蒸气云爆炸事故危害非常严重。LNG船本身将被冲击波破坏,码头及船上人员将遭受致命伤害,爆炸时产生的金属或砖石碎片,也会给周围人员及设备带来危害,并且可能引发多米诺效应,导致事故升级。,LNG船舶靠离泊和装卸作业安全管理,液化天然气(LNG)船舶作业及监管现状,交通运输部水运科学研究院,41,液化天然气(
23、LNG)船舶靠离泊操作 LNG码头实际靠离时间及操纵方式 拖轮配备 警戒艇 交通管制 LNG卸货作业操作 装卸作业关键环节(惰化、预冷、装载)船舶因素(船体结构强度、船舶稳性、船舶浮性、船舶设备安全状 况)LNG装卸码头 作业人员 安全管理 自然环境,LNG船舶靠离泊和装卸作业安全管理,液化天然气(LNG)船舶作业及监管现状,交通运输部水运科学研究院,42,国内外法规、标准现状国际法规、标准 LNG运输作为整个LNG链中的一个承上启下的 中游环节,自商业运行以来,LNG安全和稳定运输一直得到业内人士的极为重视。国际海事组织及国际行业组织先后在LNG港口选址、船舶建造、海上运输、LNG船舶及码头
24、港内作业、船舶培训等项目制定了大量(约60种)的相应法规、行业标准和作业指南,它为LNG船舶安全运输奠定了良好的基础。,LNG船舶靠离泊和装卸作业安全管理,液化天然气(LNG)船舶作业及监管现状,交通运输部水运科学研究院,43,国内外法规、标准现状国际法规、标准国际海上人命安全公约1974,1992及相应修正案国际散装运输液化气船舶建造和设备规则LNG港口及码头选址和设计液化天然气船舶及码头作业指南液化气船舶安全指南关于液化气船舶安全国际油船和码头安全作业指南LNG港口作业指南液化气船舶港口作业安全指南液化天然气生产储存和运输标准,LNG船舶靠离泊和装卸作业安全管理,液化天然气(LNG)船舶作
25、业及监管现状,交通运输部水运科学研究院,44,国内外法规、标准现状国内法规、标准 1、法规(1)深圳港船舶散装运输液化天然气安全管理规定(试行)。(2)福建湄洲湾水域船舶载运散装液化天然气安全管理规定(试行)。(3)中华人民共和国船舶散装运输液化气体安全监督管理规定(送审修改稿),LNG船舶靠离泊和装卸作业安全管理,液化天然气(LNG)船舶作业及监管现状,交通运输部水运科学研究院,45,中华人民共和国船舶散装运输液化气体安全监督管理规定(送审修改稿)码头、装卸站、航道及锚地监管(1)液化天然气码头应附设应急锚地,应急锚地应经海事管理机构批准公布。(2)从事散装液化气体作业的码头、装卸站应当制定
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 液化 天然气 LNG 船舶 安全 运输 管理
链接地址:https://www.31ppt.com/p-2907498.html