借助事故树和HAZOP对LNG储罐安全的监测方法

摘要

本发明涉及一种借助事故树和HAZOP对LNG储罐安全的监测方法，借助事故树方法来进行定量分析与HAZOP模型共同确保大型LNG低温全容储罐操作安全的方法。通过借助大型LNG低温全容储罐HAZOP模型对储罐工艺进行分析，然后将各节点的进行串联，找出事故发生的根本原因。借助事故树方法，来计算出大型LNG低温全容储罐发生事故的最少割集，从而计算出事故的发生概率。最后根据分析结果，计算出各基本事件发生的结构重要度和临界重要度，从理论上认证储罐设计及操作时应着重考虑的仪表及设备，从而确保大型LNG低温全容储罐的设计和操作安全。

主权项

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)；最小割集Q_i是导致顶事件A_i发生的最少底事件X_i的集合，是计算结构重要度N(X)和概率重要度K(X)的必要条件；结构重要度N(X)是不考虑各底事件X_i发生的难易程度，或假设各底事件X_i的发生概率相等，仅从事故树的结构上分析各底事件X_i对顶事件A_i的影响程度；在事故树的最小割集Q_i求出后，按如下原则判断各底事件X_i的结构重要顺序：(a)如果最小割集Q_i中只有一个底事件X_i，则该底事件X_i的结构重要度N(X)最大；(b)仅在同一最小割集Q_i中出现的所有底事件X_i，它们的结构重要度N(X)相等；(c)两个底事件X_i仅出现在底事件X_i个数相等的若干最小割集Q_i中，则在不同最小割集Q_i中出现次数相等的底事件X_i，其结构重要度N(X)相等；出现次数多的，结构重要度N(X)大；出现次数少的，结构重要度N(X)小；(d)若两个底事件X_i仅出现在底事件X_i个数不相等的若干最小割集Q_i中，则有如下两种情况：①若它们重复在各最小割集Q_i中出现的次数相等，在少事件最小割集Q_i中出现的底事件X_i，其结构重要度N(X)大；②在少事件最小割集Q_i中出现次数少的与多事件最小割集Q_i中出现次数多的底事件X_i，一般前者的结构重要度N(X)大于后者；此时，按如下近似判别式计算：$N\left(i\right)=\underset{X_i\in Q_r}{\Sigma }\frac{1}{2^{n_i-1}},$式中，i为底事件个数；N(i)为底事件X_i结构重要度的近似判别值；X_i∈Q_r表示含有该底事件X_i的第r个最少割集Q_r；n_i为底事件X_i所在的最小割集Q_i包含的底事件X_i个数；其中，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：$K\left(i\right)=\frac{\partial F\left(X\right)}{{\partial X}_i},$式中，F(X)为顶事件A_i的发生概率；(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。