黃國良,馮雨翔,張海濤,周斌,李萌,曹蛟龍

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油服務(wù)分公司，天津 300452;2.中國船級社 武漢規(guī)范研究所，武漢 430022;3.武漢理工大學(xué) 智能交通系統(tǒng)研究中心，武漢 430063)

近年來，我國LNG動力船舶數(shù)量從2015年68艘上升至2019年的283艘，另有500余艘LNG動力船舶在建，發(fā)展前景廣闊。與之配套的，LNG加注船作為一種加注效率較高、靈活性較好的加注設(shè)施[1]，需求量越來越大。LNG是易燃易爆的危險化學(xué)品，LNG加注船的加注作業(yè)安全性問題需要特別重視，即需對LNG加注作業(yè)進(jìn)行風(fēng)險評估[2]。這個問題，目前的研究主要集中在LNG加注作業(yè)的定量風(fēng)險評估方面[3-5]，而對評估耗時時間短、使用方便靈活的定性風(fēng)險評估的研究較少。為此，考慮采用危險源辨識(hazard identification，HAZID)方法對超大型集裝箱船加注LNG燃料進(jìn)行定性風(fēng)險評估，識別危險源，分析事故場景的風(fēng)險等級，提出風(fēng)險控制措施[6]。

1 HAZID方法

HAZID是一種定性風(fēng)險評估方法，評估結(jié)果可為后續(xù)進(jìn)一步詳盡的半定量或定量風(fēng)險評估提供輸入信息。該方法通過選擇合適的引導(dǎo)詞，可識別潛在的事故場景，分析導(dǎo)致該場景發(fā)生的原因及后果，根據(jù)分析結(jié)果提出控制風(fēng)險水平的建議措施[6]，HAZID具體工作流程見圖1。

圖1 HAZID流程

具體運(yùn)用HAZID方法中的故障假設(shè)法(What-if)對超大型集裝箱船加注LNG燃料進(jìn)行風(fēng)險評估。What-if法通過假設(shè)如“如果LNG泄漏怎么辦”等問題，然后將每個問題的后果和影響記錄于已制定好的HAZID表格中，并討論安全措施，討論完畢后分析下一個引導(dǎo)詞，所有引導(dǎo)詞分析完成后開始討論下一個節(jié)點，直至所有節(jié)點討論完畢[7]，最后整理分析意見，形成HAZID報告。

2 應(yīng)用實例

2.1 船型簡介

某集裝箱船總長400 m、型寬61.3 m、服務(wù)航速21.55 kn、載重量近22萬t，載箱量23 000 TEU、可運(yùn)載2 200個40 ft冷藏集裝箱，有艙容為18 600 m3MARK Ⅲ薄膜式燃料艙1個。

加注船的LNG裝載在2個C型獨(dú)立液貨艙內(nèi)，貨物圍護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計溫度為-163 ℃，液貨艙的設(shè)計壓力為0.45 MPa(IMO)。LNG燃料艙位于居住區(qū)下方，加注站位于燃料艙上方的舷側(cè)，屬于半圍蔽式處所。

2.2 定性風(fēng)險評估步驟

2.2.1 節(jié)點劃分

根據(jù)作業(yè)性質(zhì)將分析范圍劃分為3個節(jié)點。①節(jié)點1：船-船作業(yè)，主要針對加注船與受注船之間的靠泊和系泊相關(guān)風(fēng)險進(jìn)行識別；②節(jié)點2：LNG加注作業(yè)，主要包括作業(yè)準(zhǔn)備、LNG加注、作業(yè)完成3個階段的相關(guān)風(fēng)險識別；③節(jié)點3：集裝箱裝卸作業(yè)，主要包括船上操作和碼頭操作的相關(guān)風(fēng)險識別。

2.2.2 風(fēng)險矩陣制定

風(fēng)險矩陣是事故發(fā)生可能性以及事故后果集合的反映，能直觀的分析出風(fēng)險等級。風(fēng)險矩陣可根據(jù)實際的情況確定，也可結(jié)合相關(guān)規(guī)范指南制定。參考中海油集團(tuán)《安全風(fēng)險分級管控管理規(guī)定》制定的LNG加注船作業(yè)的風(fēng)險矩陣見表1。

表1 LNG加注船作業(yè)風(fēng)險矩陣

該風(fēng)險矩陣為5×5矩陣，將風(fēng)險劃分為4個等級，依次為低風(fēng)險、一般風(fēng)險、較大風(fēng)險和重大風(fēng)險。

3 評估結(jié)果

基于HAZID方法對劃分的3個節(jié)點進(jìn)行定性風(fēng)險評估，部分結(jié)果見表2。

表2 超大型集裝箱船加注LNG燃料HAZID分析結(jié)果(部分)

根據(jù)HAZID分析結(jié)果，作如下判斷。

1)船-船作業(yè)。在船-船作業(yè)中，主要風(fēng)險在于2船之間的靠泊和系泊過程中發(fā)生的碰撞及較大相對位移，會導(dǎo)致船舶的損失及加注系統(tǒng)的損壞，如：由于惡劣天氣、過往船只、操縱控制不足等原因影響，引發(fā)加注船與受注船發(fā)生碰撞，導(dǎo)致船舶受到損壞。建議通過限定作業(yè)的環(huán)境條件、密切關(guān)注過往船只并通過港口管理予以警示和控制、制定并嚴(yán)格執(zhí)行靠泊計劃相關(guān)作業(yè)要求來控制相應(yīng)風(fēng)險。

2)LNG加注作業(yè)。在LNG加注作業(yè)中，主要風(fēng)險在于系統(tǒng)管道或附件發(fā)生破裂或泄漏導(dǎo)致的LNG或NG釋放，引發(fā)低溫傷害及火災(zāi)爆炸等事故。如，由于物體撞擊、彎曲半徑過小、支撐不當(dāng)、疲勞失效及超壓等原因引發(fā)軟管破損，出現(xiàn)LNG/NG大量泄漏，進(jìn)而造成人員凍傷或窒息、船舶結(jié)構(gòu)或設(shè)備低溫?fù)p壞，以及形成可燃?xì)怏w集聚遇到引火源發(fā)生火災(zāi)爆炸等?？紤]到系統(tǒng)設(shè)有ESD緊急切斷系統(tǒng)、管路設(shè)有壓力釋放閥、舷側(cè)設(shè)置軟管支撐鞍座及舷側(cè)設(shè)有水幕等既有安全措施，建議按照BS 4089要求設(shè)計支撐及操作軟管、加強(qiáng)加注系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)測并留有足夠的安全處置余量以及加注作業(yè)期間限制區(qū)域內(nèi)盡量避免與加注無關(guān)作業(yè)等措施來控制相應(yīng)風(fēng)險。

3)集裝箱裝卸作業(yè)。在集裝箱裝卸作業(yè)中，主要風(fēng)險是集裝箱掉落，冷藏箱、危險箱、裝卸作業(yè)及人員引入火源導(dǎo)致加注系統(tǒng)受損并引起泄漏加劇的嚴(yán)重事故后果，如：由于吊具失效、意外碰撞、壓載水管理操作失誤等導(dǎo)致集裝箱墜落，造成船舶及加注系統(tǒng)損傷，進(jìn)而引發(fā)LNG/NG泄漏，導(dǎo)致火災(zāi)爆炸及人員傷亡。建議作業(yè)過程嚴(yán)格按照裝載手冊執(zhí)行，并嚴(yán)密監(jiān)控船舶狀態(tài)保持正確浮態(tài)，在限制區(qū)域內(nèi)采取嚴(yán)格的安全措施等來控制相應(yīng)風(fēng)險。