基于HAZID的某超大型集装箱船加注LNG燃料风险评估

黄国良,冯雨翔,张海涛,周斌,李萌,曹蛟龙

(1.中海油能源发展股份有限公司 采油服务分公司，天津 300452;2.中国船级社 武汉规范研究所，武汉 430022;3.武汉理工大学 智能交通系统研究中心，武汉 430063)

近年来，我国LNG动力船舶数量从2015年68艘上升至2019年的283艘，另有500余艘LNG动力船舶在建，发展前景广阔。与之配套的，LNG加注船作为一种加注效率较高、灵活性较好的加注设施[1]，需求量越来越大。LNG是易燃易爆的危险化学品，LNG加注船的加注作业安全性问题需要特别重视，即需对LNG加注作业进行风险评估[2]。这个问题，目前的研究主要集中在LNG加注作业的定量风险评估方面[3-5]，而对评估耗时时间短、使用方便灵活的定性风险评估的研究较少。为此，考虑采用危险源辨识(hazard identification，HAZID)方法对超大型集装箱船加注LNG燃料进行定性风险评估，识别危险源，分析事故场景的风险等级，提出风险控制措施[6]。

1 HAZID方法

HAZID是一种定性风险评估方法，评估结果可为后续进一步详尽的半定量或定量风险评估提供输入信息。该方法通过选择合适的引导词，可识别潜在的事故场景，分析导致该场景发生的原因及后果，根据分析结果提出控制风险水平的建议措施[6]，HAZID具体工作流程见图1。

图1 HAZID流程

具体运用HAZID方法中的故障假设法(What-if)对超大型集装箱船加注LNG燃料进行风险评估。What-if法通过假设如“如果LNG泄漏怎么办”等问题，然后将每个问题的后果和影响记录于已制定好的HAZID表格中，并讨论安全措施，讨论完毕后分析下一个引导词，所有引导词分析完成后开始讨论下一个节点，直至所有节点讨论完毕[7]，最后整理分析意见，形成HAZID报告。

2 应用实例

2.1 船型简介

某集装箱船总长400 m、型宽61.3 m、服务航速21.55 kn、载重量近22万t，载箱量23 000 TEU、可运载2 200个40 ft冷藏集装箱，有舱容为18 600 m3MARK Ⅲ薄膜式燃料舱1个。

加注船的LNG装载在2个C型独立液货舱内，货物围护系统的设计温度为-163 ℃，液货舱的设计压力为0.45 MPa(IMO)。LNG燃料舱位于居住区下方，加注站位于燃料舱上方的舷侧，属于半围蔽式处所。

2.2 定性风险评估步骤

2.2.1 节点划分

根据作业性质将分析范围划分为3个节点。①节点1：船-船作业，主要针对加注船与受注船之间的靠泊和系泊相关风险进行识别；②节点2：LNG加注作业，主要包括作业准备、LNG加注、作业完成3个阶段的相关风险识别；③节点3：集装箱装卸作业，主要包括船上操作和码头操作的相关风险识别。

2.2.2 风险矩阵制定

风险矩阵是事故发生可能性以及事故后果集合的反映，能直观的分析出风险等级。风险矩阵可根据实际的情况确定，也可结合相关规范指南制定。参考中海油集团《安全风险分级管控管理规定》制定的LNG加注船作业的风险矩阵见表1。

表1 LNG加注船作业风险矩阵

该风险矩阵为5×5矩阵，将风险划分为4个等级，依次为低风险、一般风险、较大风险和重大风险。

3 评估结果

基于HAZID方法对划分的3个节点进行定性风险评估，部分结果见表2。

表2 超大型集装箱船加注LNG燃料HAZID分析结果(部分)

根据HAZID分析结果，作如下判断。

1)船-船作业。在船-船作业中，主要风险在于2船之间的靠泊和系泊过程中发生的碰撞及较大相对位移，会导致船舶的损失及加注系统的损坏，如：由于恶劣天气、过往船只、操纵控制不足等原因影响，引发加注船与受注船发生碰撞，导致船舶受到损坏。建议通过限定作业的环境条件、密切关注过往船只并通过港口管理予以警示和控制、制定并严格执行靠泊计划相关作业要求来控制相应风险。

2)LNG加注作业。在LNG加注作业中，主要风险在于系统管道或附件发生破裂或泄漏导致的LNG或NG释放，引发低温伤害及火灾爆炸等事故。如，由于物体撞击、弯曲半径过小、支撑不当、疲劳失效及超压等原因引发软管破损，出现LNG/NG大量泄漏，进而造成人员冻伤或窒息、船舶结构或设备低温损坏，以及形成可燃气体集聚遇到引火源发生火灾爆炸等。考虑到系统设有ESD紧急切断系统、管路设有压力释放阀、舷侧设置软管支撑鞍座及舷侧设有水幕等既有安全措施，建议按照BS 4089要求设计支撑及操作软管、加强加注系统参数监测并留有足够的安全处置余量以及加注作业期间限制区域内尽量避免与加注无关作业等措施来控制相应风险。

3)集装箱装卸作业。在集装箱装卸作业中，主要风险是集装箱掉落，冷藏箱、危险箱、装卸作业及人员引入火源导致加注系统受损并引起泄漏加剧的严重事故后果，如：由于吊具失效、意外碰撞、压载水管理操作失误等导致集装箱坠落，造成船舶及加注系统损伤，进而引发LNG/NG泄漏，导致火灾爆炸及人员伤亡。建议作业过程严格按照装载手册执行，并严密监控船舶状态保持正确浮态，在限制区域内采取严格的安全措施等来控制相应风险。