摘 要

柴油-LNG双燃料船舶在石油能源趋近于日益枯竭的今天，LNG液化天然气成为优秀的替代能源。LNG在地球储量高，燃烧后对环境无污染，更环保、更清洁。特别适用于远洋长途天然气运输时由于温度过高，压强过大时采取释放天然气，此时如果加以利用可以油气的避免浪费。使得柴油-LNG双燃料船舶在未来有广泛的用途，是未来发展的一种趋势。但由于天然气的易燃易爆的特性，使得在LNG船舶加注的过程中，有一定的危险性，如在加注过程中可能会由于操作不当、关系破裂导致液化天然气LNG泄露。如果泄露，轻则会造成经济损失和环境污染，重则就会可能导致爆炸，危害设备及其人员的安全。

本文从现阶段双燃料船舶发动机的状况和国内外以前学者对泄露及其泄漏后可能爆炸的分析作为起点，主要对柴油-LNG双燃料船舶的加注方式和原理进行介绍，并且介绍本文所采取的危险分析的方法，从而提出本文的研究的主要内容、方法及其路线。本文实现阶段，首先进行事故树分析，分析出影响泄露和爆炸可能的因素。接下来进行管系泄露的计算，找出最可能泄露的部位是法兰、阀门及其他接头处。继续用流体力学软件CFD进行仿真模拟分析其泄漏后对环境的影响及其产生闪火的危害。最后进行验证分析的正确性，并且对本文的主要研究内容和结论，进行归纳提出建议和总结。

关键词：柴油-LNG；双燃料船舶；泄露；爆炸；危害

Abstract

Diesel-LNG dual-fuel ships LNG liquefied natural gas has become an outstanding alternative to today's increasingly depleted oil sources. LNG in the Earth's reserves are high, after burning pollution of the environment, more environmentally friendly, cleaner. Especially for long-distance natural gas transport due to the temperature is too high, the pressure is too large to take when the release of natural gas, this time if you can use oil and gas to avoid waste. Making the diesel-LNG dual-fuel ship in the future has a wide range of uses, is a trend of future development. However, due to the flammable and explosive nature of natural gas, there is a certain risk in the filling process of LNG ships, such as LNG leakage of liquefied natural gas due to improper operation and rupture during filling. If leaked, ranging from economic losses and environmental pollution, while it may lead to explosion, harm the safety of equipment and their personnel.

In this paper, the current situation of dual-fuel ship engine and the previous scholars at home and abroad on the leakage and leakage after the possible analysis of the explosion as a starting point for the main diesel-LNG dual fuel ship filling methods and principles introduced, and introduced the text Taking the method of risk analysis, and put forward the main contents, methods and routes of this paper. In this paper, the first stage of the accident tree analysis, analysis of the factors that affect the leakage and explosion. Followed by the calculation of the pipeline leak, to find the most likely to leak the parts are flanges, valves and other joints. The method of CFD was used to simulate the leakage of the environment to the environment and the fire hazard. Finally, the correctness of the verification is analyzed, and the main contents and conclusions of this paper are summarized and summarized.

Key Words：Diesel-LNG; Double fuel ship; explosion; har

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国外双燃料发动机 1

1.2.2 国内双燃料发动机 2

1.2.3 国内外天然气泄漏及后果分析 2

1.3 主要内容 3

1.4 本文研究的技术路线 4

第2章 柴油-LNG双燃料船舶加注 5

2.1 柴油-LNG双燃料船舶简介 5

2.2 LNG燃料水上加注原理 6

2.3 柴油-LNG双燃料船舶水上加注模式 6

2.4 本章小结 8

第3章 双燃料船舶加注风险评估方法 10

3.1 风险评价概念 10

3.2 燃油LNG加注过程事故树定性分析 10

3.2.1 确立顶事件 11

3.2.2 调查原因事件 11

3.2.3 编制燃料加注过程火灾、燃爆事故树流程图 11

3.2.4 燃料加注火灾爆炸事故树定性分析 13

3.2.5 最小割径 14

3.2.6 最小径集 14

3.2.7 结构重要度分析 14

3.3 安全分析与对策 14

3.4 流体力学CFD仿真分析 15

3.5 燃料加注过程泄漏概率估算 15

3.6 定量风险评估框架 15

3.7 本章小结 15

第4章 柴油-LNG双燃料船舶燃料泄漏定量计算分析 19

4.1 LNG加注过程管系泄露概率估算 17

4.2 燃料加注过程发生泄露事故的后果分析 18

4.3 天然气泄漏重大事故后果流程图 19

4.4 CFD后果模拟 20

4.5 闪火 23

4.6 验证 24

4.7 本章小结 25

第5章 结论与展望 26

5.1 结论 26

5.2 展望 26

参考文献 27

致谢 29

第1章 绪论

1.1 目的及意义

当今液化天然气在全球范围内的长途运输依靠的是船舶。在全球的长途运输过程中，部分液化天然气会蒸发逸散掉。如将蒸发逸散部分的天然气与原燃料混合使用，既能够消除一散天然气排放不安全问题，又能帮助降低燃料消耗，降低运行成本。所以人们研究LNG双燃料动力船舶来促进路色能源发展。随着技术的不断发展由于液化天然气燃料清洁、价格低廉，使双燃料船舶也逐渐应用于其他船舶中^[1]。

在天然气储存、加注方面，早在近十年以前，我国大部分地方还在经历着灌装液化石油气时代。而其同样在贮藏，加注，运输等方面存在着诸多的安全问题。为了避免重入液化石油产业的困境，应该对液化天然气的安全问题提高关注度^[2]。船舶加注过程操作不当会导致重大安全事故。