天然加氣站開題報(bào)告范文精選

　　1、選題意義

　　國家“十五”規(guī)劃期間，天然氣汽車推廣進(jìn)展順利，相應(yīng)的配套產(chǎn)業(yè)LNG（Liquefied Natural Gas，液化天然氣）、L-CNG加氣合建站（Liquefied Natural Gas-Compressed Natural Gas，液化天然氣-壓縮天然氣，既能對LNG汽車加氣，又能對CNG汽車加氣）的推廣及發(fā)展也在逐漸成熟。

　　LNG的主要成分是甲烷（CH4）和乙烷（C2H6），均為易燃易爆物質(zhì)，屬甲類火災(zāi)危險(xiǎn)品，爆炸極限為5%~15%，對空氣的相對密度為0.675，擴(kuò)散系數(shù)為0.196。（朱世敏：《LNG汽車加氣站消防安全設(shè)計(jì)》）LNG屬于低溫深冷儲存，所以加氣站中的LNG一旦從儲罐或加氣管道中泄漏，小部分立即急劇汽化成天然氣蒸汽，剩下的泄漏到地面，沸騰汽化后與周圍的空氣混合成冷蒸氣霧，在空氣中冷凝形成白煙，再稀釋受熱后與空氣形成爆炸性混合物。LNG泄漏冷氣體在初期比周圍空氣濃度大，易形成云層或?qū)恿鳌Ｆ�化量取決于土壤、大氣的熱量供給，剛泄漏時(shí)汽化率很高，一段時(shí)間后趨近于一個(gè)常數(shù)，這時(shí)的LNG泄漏到地面上會形成一種液態(tài)流體。就物理特性而言，由于天然氣的易燃性，LNG一旦泄漏很容易產(chǎn)生爆炸和火災(zāi)，超低的溫度更增加了LNG的危險(xiǎn)性。（《淺析液化天然氣的消防安全》）如2008年，浙江省一座LNG接收站的天然氣的外輸管線在試壓運(yùn)行后不久發(fā)生了泄漏爆炸，最終造成2人死亡、8人不同程度受傷；2009年中國石油江蘇分公司的一座液化天然氣接收站內(nèi)的一座LNG儲罐發(fā)生特大安全事故，最終造成9人死亡，14人受到不同程度的傷害；2004年1月19日，阿爾及利亞的斯基克達(dá)一個(gè)LNG生產(chǎn)廠的蒸氣鍋爐發(fā)生爆炸,引發(fā)了一系列大規(guī)模蒸氣云爆炸和火災(zāi)，持續(xù)了8小時(shí)。爆炸和火災(zāi)摧毀了部分工廠，并造成了工廠周邊區(qū)域的死傷及財(cái)產(chǎn)損失。（黃睿：《LNG_L_CNG加氣合建站重大危險(xiǎn)源辨識與評價(jià)》）

　　LNG加氣站是專為LNG燃?xì)馄�車加氣的專用加氣站，可分成�?biāo)準(zhǔn)式加氣站、撬裝式加氣站。標(biāo)準(zhǔn)式LNG加氣站把站內(nèi)設(shè)備平鋪安裝在地面，LNG儲罐容積大（一般在50m3以上），可配置多臺加氣機(jī)，能滿足較多LNG汽車加氣。北京、烏魯木齊、長沙、貴陽等地建成了標(biāo)準(zhǔn)式LNG加氣站并投入營運(yùn)。標(biāo)準(zhǔn)式LNG加氣站設(shè)備加土地等成本約在800-1000萬。

　　撬裝式LNG加氣站可分為地面式和移動式撬裝LNG加氣站，儲罐總?cè)莘e一般不大于50m3，較標(biāo)準(zhǔn)式建設(shè)更靈活。移動式撬裝LNG加氣站將以上各系統(tǒng)集中安裝在撬體內(nèi)，可整站移動。相較標(biāo)準(zhǔn)式加氣站，撬裝式加氣站具有工藝流程簡單、建設(shè)周期短、投資少的優(yōu)點(diǎn)。撬裝式加氣站單就設(shè)備成本來看，約200萬元。

　　根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)和預(yù)測，2013年、2015年、2020年中國LNG加氣站分別為達(dá)到2000座、5000座、10000座，LNG加氣站的增長速度可見一斑。隨著LNG的普及和運(yùn)用，其事故風(fēng)險(xiǎn)率也隨之增加，LNG加氣站都建于市縣規(guī)劃建成區(qū)邊緣，一旦泄漏將造成嚴(yán)重的后果，

　　所以對LNG加氣站建設(shè)進(jìn)行全面的安全評價(jià)，并對LNG加氣站的事故進(jìn)行定量分析預(yù)測是非常重要的。

　　2、該領(lǐng)域國內(nèi)外研究動態(tài)

　　著近年來國內(nèi)LNG加氣站的長足發(fā)展，科研人員也進(jìn)行了更加深入的技術(shù)研究。在清華大學(xué)學(xué)術(shù)信息發(fā)現(xiàn)平臺上，搜索關(guān)鍵字“LNG加氣站”，共有54篇文獻(xiàn)，無學(xué)位申請論文，2010年以后的文獻(xiàn)有31篇（如表1）；搜索關(guān)鍵字“LNG filling station”，沒有相關(guān)文獻(xiàn)。在中國知網(wǎng)上搜索主題詞“LNG加氣站”，共有4,451條結(jié)果，在結(jié)果中搜索“安全評價(jià)”，僅有10條記錄（含LNG船的相關(guān)文獻(xiàn)）。

　　黃睿（《LNG、L-CNG加氣合建站重大危險(xiǎn)源辨識與評價(jià)》）在碩士學(xué)位論文中對典型LNG、L-CNG加氣合建站的特性、設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹，然后對站內(nèi)的危險(xiǎn)、有害因素進(jìn)行了初步的辨識。通過文中所用到的危險(xiǎn)源辨識和評價(jià)方法的介紹，提出了適合加氣站重大危險(xiǎn)源辨識和評價(jià)的辨識評價(jià)模式圖。并以邛名LNG、L-CNG加氣合建站為例，利用所建立的重大危險(xiǎn)源辨識與評價(jià)模式對加氣站進(jìn)行辨識和評價(jià)。

　　史文文（《LNG氣化站的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)及預(yù)警系統(tǒng)的構(gòu)建》）在碩士論文中從LNG自身危害、LNG儲罐和管道設(shè)施有害因素、人力和安全管理危險(xiǎn)因素和環(huán)境因素四個(gè)方面分析得出了 LNG 氣化站可能存在的風(fēng)險(xiǎn)因素。利用故障樹分析法，建立了 LNG 氣化站內(nèi)各關(guān)鍵設(shè)備的故障樹系統(tǒng)，并進(jìn)行了故障樹分析，求得了各自的最小割集，提出了一些避免事故產(chǎn)生的措施；最后是 LNG 氣化站安全預(yù)警模型的建立，包括建立預(yù)警指標(biāo)管理系統(tǒng)、構(gòu)建綜合安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型、設(shè)計(jì)警情演示系統(tǒng)和制定應(yīng)急救援體系。

　　針對加氣站的安全評價(jià)方法，楊曉欣（在碩士學(xué)位論文《CNG加氣站儲氣罐安全評價(jià)方法研究》一中）通過對目前CNG加氣站安全評價(jià)方法的比較，從CNG加氣站的實(shí)際運(yùn)行情況出發(fā)，建立了基于故障樹/安全檢查表分析的安全評價(jià)模型。最后開發(fā)了CNG加氣站儲氣罐安全評價(jià)軟件，實(shí)現(xiàn)了CNG加氣站儲氣罐安全評價(jià)的自動化。

　　盡管目前國內(nèi)對天然氣汽車和加氣站的研究成果比較多，但是其中的大部分都是針對天然氣汽車或CNG加氣站的研究，對于LNG加氣站中整個(gè)流程（包括卸車過程、儲罐的增壓過程以及加氣過程等）的詳細(xì)的分析和研究較少，并且大部分對設(shè)備僅有所涉及，沒有進(jìn)行詳細(xì)的描述。同時(shí)，LNG加氣站型式是多樣的，對于加氣站型式的選擇和加氣站規(guī)模的設(shè)計(jì)更多的是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定，缺乏理論依據(jù)。

　　在LNG加氣站的安全性方面，國內(nèi)的研究比較少。歐美和日本對LNG的研究較為深入，法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范自成體系、相對完善先進(jìn)。美國消防協(xié)會（NFPA）制定的國家標(biāo)準(zhǔn)NFPA59A《液化天然氣（LNG）生產(chǎn)、儲存和裝運(yùn)》已經(jīng)等同轉(zhuǎn)化成為我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T20368；歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會（CEN）制定的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1473已等同轉(zhuǎn)化為我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T22724《液化天然氣設(shè)備與安裝陸上裝置設(shè)計(jì)》。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對LNG工廠的設(shè)計(jì)、選址、

　　建造、安裝、維護(hù)、防火、安全等方面做了詳細(xì)的規(guī)定。國外對這方面的研究大多是出于安全性角度考慮的法律法規(guī)，專門針對LNG加氣站的研究也比較少。這些都是急需要解決的問題，從而為天然氣汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和LNG加氣站技術(shù)的提高打下良好的基礎(chǔ)。（LNG加氣站工藝技術(shù)、安全及經(jīng)濟(jì)性分析宋振興）

　　3、本課題研究的目的

　　LNG加氣站憑借其各方面的優(yōu)勢必將成為今后清潔能源的一個(gè)發(fā)展趨勢，具有非常良好的發(fā)展前景。作為一類新興的加氣站，其站內(nèi)設(shè)備種類增多，工藝流程較為復(fù)雜，在站內(nèi)布置安全措施、進(jìn)行設(shè)備安裝及生產(chǎn)過程控制時(shí)，應(yīng)對站內(nèi)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行辨識和評價(jià)，同時(shí)應(yīng)該進(jìn)行事故預(yù)測。對LNG加氣站重大危險(xiǎn)源辨識和評價(jià)并對事故進(jìn)行預(yù)測，是LNG加氣站安全設(shè)計(jì)、施工、管理的一項(xiàng)重要的基本工作，是依靠現(xiàn)有的科技技術(shù)來預(yù)防LNG加氣站重大事故的具體表現(xiàn)。大量實(shí)踐證明，將重大危險(xiǎn)源辨識和評價(jià)技術(shù)應(yīng)用到各大易燃易爆場所，可以實(shí)現(xiàn)對安全生產(chǎn)情況的掌握，提高設(shè)施及設(shè)備本身運(yùn)行安全水平，最終實(shí)現(xiàn)安全與生產(chǎn)的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，研究LNG加氣站安全評價(jià)方法對于今后LNG加氣站的建設(shè)、管理和發(fā)展都具有非常重要的意義，同時(shí)也為制定相關(guān)技術(shù)規(guī)范提供相關(guān)的理論支撐。

　　4、預(yù)期成果

　　尋找一種適合LNG加氣站安全評價(jià)的科學(xué)辦法并編制成簡便易操作的VB軟件程序，為LNG加氣站的選址設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、日常管理提供理論依據(jù)，減少日常工作量，將安全評價(jià)工作常態(tài)化。用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)預(yù)測泄漏事故的結(jié)果表明，“執(zhí)行”失誤是 LNG 泄漏最主要的事故原因，而個(gè)人層的CPC會對執(zhí)行失誤產(chǎn)生較大的影響。

　　通過對LNG加氣站的物—人—環(huán)境及操作流程進(jìn)行深入研究，建立基于FTA（故障樹分析）和SCA（安全檢查表分析）的安全評價(jià)模型，從而對LNG加氣站進(jìn)行重大危險(xiǎn)源的辨識和評價(jià)；利用層次分析法（AHP）、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)為工具，對LNG加氣站進(jìn)行危險(xiǎn)性評價(jià)，用于LNG加氣站的安全評價(jià)。再將上述過程進(jìn)行VB編程，使界面簡單、使用方便。最后將計(jì)算結(jié)果與ALOHA軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比。

　　5、研究方案、研究方法及其論證

　�。�1）研究方案：

　　簡述國內(nèi)LNG加氣站標(biāo)準(zhǔn)式加氣站和撬裝式加氣站的基本工作流程，將兩個(gè)系統(tǒng)中物—人—環(huán)境各要素作為研究對象，明確相互關(guān)系，進(jìn)行重大危險(xiǎn)源的辨識和評價(jià)，分別對兩類加氣站進(jìn)行安全等級劃分歸類，將相關(guān)數(shù)據(jù)簡化處理，用VB語言編出簡易程序，將結(jié)果與ALOHA軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證程序效果。

　　建立基于故障樹/安全檢查表的安全評價(jià)模型，運(yùn)用該方法分別對標(biāo)準(zhǔn)式和撬裝式LNG加氣站進(jìn)行安全評價(jià)。針對儲罐爆炸危險(xiǎn)性：首先建立LNG加氣站爆炸故障樹，找出影響LNG加氣站儲氣罐安全的主要隱患，然后盡量充分地考慮設(shè)備、人員、規(guī)章制度、環(huán)境四

　　方面的因素，從而確定安全評價(jià)指標(biāo)。再運(yùn)用改進(jìn)的層次分析法確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，同時(shí)運(yùn)用聚類分析法對權(quán)重系數(shù)進(jìn)行修正，從而使安全評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分配更加客觀。再對安全評價(jià)指標(biāo)科學(xué)賦值，依照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和事故案例建立安全檢查表。依照同樣的方法對加氣站內(nèi)的其他關(guān)鍵設(shè)備和工作流程建立故障樹。針對儲罐泄漏：先將認(rèn)知可靠性與失誤分析方法（CREAM）的共同績效條件（CPC）分成3層，即組織層、技術(shù)系統(tǒng)層和個(gè)人層。以貝葉斯網(wǎng)絡(luò)（BN）為工具，利用其因果推理和診斷推理的功能，進(jìn)行人因失誤預(yù)測和追溯的雙向分析。將考慮組織因素

　　的人員操作失誤概率引入加氣站裝卸過程LNG泄漏的BN中，進(jìn)行LNG泄漏的安全評價(jià)以及泄露事故原因的重要度分析。

　　在上述基礎(chǔ)上，建立起LNG加氣站的模糊綜合評價(jià)體系，針對各個(gè)評價(jià)單元進(jìn)行模糊評價(jià)，得出模糊綜合評價(jià)結(jié)果，最后得出整個(gè)LNG氣化站的安全等級；歸納總結(jié)出LNG氣化站各類事故的危害模型：LNG 和氣態(tài)天然氣的泄漏量、天然氣擴(kuò)散模型、火災(zāi)熱輻射模型以及爆炸沖擊波模型，針對每種危險(xiǎn)事故歸納出了其后果模型，并以某氣化站為研究對象，采用實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)，著重分析了蒸氣云爆炸、沸騰液體擴(kuò)展蒸氣爆炸和池火火災(zāi)的事故后果。

　�。�2）研究方法：

　　FTA（故障樹分析）和SCA（安全檢查表分析）、層次分析法（AHP）、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法、VB語言。

　�。�3）論證：

　　通過對某市標(biāo)準(zhǔn)式加氣站、衡水市華潤燃?xì)夤�司LNG加氣站工程對研究成果（VB語言）進(jìn)行檢驗(yàn)，并對比ALOHA軟件檢測成果。

　　6、關(guān)鍵難點(diǎn)擬采取的解決措施

　　（1）LNG加氣站現(xiàn)階段更多采用的是撬裝設(shè)備，對標(biāo)準(zhǔn)站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的取得有一定的困難；擬針對已建成的LNG加氣站進(jìn)行分析，通過系統(tǒng)內(nèi)部聯(lián)系取得相關(guān)數(shù)據(jù)；

　�。�2）對事故預(yù)測理論和方法需熟練掌握。本文運(yùn)用了大量的事故預(yù)測的理論和方法，要求作者有足夠的數(shù)學(xué)功底和相關(guān)專業(yè)知識，在下一個(gè)階段需要進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)；

　�。�3）計(jì)算機(jī)專業(yè)知識仍有待提高。擬在當(dāng)?shù)貙W(xué)校學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)及相關(guān)知識，爭取編制出界面更友好、使用更方便、操作性更強(qiáng)的實(shí)用程序。

　　7、本論文的特色與創(chuàng)新

　�。�1）針對LNG加氣站進(jìn)行全面的安全評價(jià)。以往國內(nèi)外對LNG的研究大多是針對儲罐區(qū)和氣化站進(jìn)行的，針對兩類LNG加氣站的安全評價(jià)并不多；

　�。�2）ALOHA軟件已經(jīng)較為成熟，但因其系統(tǒng)較為完善，并無LNG專項(xiàng)安全評價(jià)軟件，本文將根據(jù)實(shí)際算例將自主研發(fā)的VB軟件同ALOHA軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較；

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