lng船安全系统设计的研究

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1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterRESEARCHONLNGCARRIERSAFETYSYSTEMDESIGNAuthor:WangDeyunSupervisor:AssociateProf.DuXiuhuaMajor:ControlTheoryandControlEngineeringDepartment:AutomationDepartmentSchoolofElectronicsandElectricEngineeringSh

2、anghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaJanuary,20101LNG船安全系统设计研究摘要液化天然气（Liquefiednaturalgas）简称LNG，被公认是地球上最干净的能源。LNG是天然气资源应用的一种重要形式,其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，然后经一连串超低温液化后，最后利用液化天然气船来运送。我国拥有丰富的天然气资源，加快发展我国天然气工业，对缓解我国能源供需矛盾，优化能源结构，改善生态环境，加快城市化建设，提高人民生活质量，保持国民经济健康发展，都具有重要和深远的战

3、略意义。LNG船是在-163℃超低温下运输液化天然气的专用船舶，由于LNG的超低温沸点、易燃易爆和1：600的气化比例等高危特点，因此LNG船的安全系统设计尤为重要，直接关系到LNG船的安全运营。LNG船的安全系统包括紧急关断系统（ESD）和火气探测系统（F&G）两部分,目前国际上并没有用于指导LNG船安全系统设计的专用标准，本文针对LNG船的安全系统的设计进行了研究，主要工作包括以下四个方面：一、对安全系统的发展状况进行了研究，了解安全系统的发展趋势。通过分析LNG船存在的风险，说明了LNG船配置安全系统的必要性。二、阐述了安全系统的

4、概念和组成，比较安全系统和基本过程控制系统的区别，介绍了安全系统的设计方法，包括风险分析、安全完整性等级的确定和验证等，为LNG船安全系统设计提供理论指导。三、对LNG船进行风险分析，然后对LNG船的紧急关断系统（ESD）和火气探测系统（F&G）进行了分析设计，并以LNG船分1离器安全仪表系统的设计为例，详细介绍了安全系统的分析和设计过程，并对其安全系统设计进行改进，经验证，该安全仪表系统设计完全满足系统安全要求。四、Markov方法是应用于系统可靠性分析中的一种十分有效的方法，本文采用Markov方法对LNG船液货液位控制系统的可靠性

5、进行了初步分析，运用Markov法建立系统的状态转移矩阵，计算出系统的可靠性概率，为进一步科学地评价LNG船液货系统的可靠性打下了基础。关键词：LNG船，安全完整性等级，紧急关断系统，火气探测系统，Markov模型2ResearchonLNGCarrierSafetySystemDesignABSTRACTLNGisshortforLiquefiednaturalgas,whichisthecleanestresourceintheworld.It’sanimportantapplicationformofnaturalgasresou

6、rces.It’sfirstlyproducedbynaturalgaspurificationtreatmentfield,andthenliquefiedunderultra-lowtemperature,finallytransportedbyLNGCarriers.Chinahasabundantnaturalgasresources,soithasimportantandfar-reachingstrategicsignificancetoacceleratethedevelopmentofChina’snaturalgasi

7、ndustry,toeaseChina’senergysupplyanddemand,optimizeenergystructure,improvetheecologicalenvironmentandacceleratetheurbanizationandimprovepeople’squalityoflife.LNGCarrierwasaspecialshipwhichcarriedliquefiednaturalgasunder-163℃,duetotheultra-lowtemperatureboilingpoint,flamm

8、ableandexplosive,and1:600proportionofhighriskcharacteristicofthegasification,sothedesignofLNGCarriersaf