基于STAMP—STPA的LNG储备库典型事故正演模型构建

摘要

在相关事故概率统计数据缺少的情况下,为提高LNG储备库的整体安全性,解决传统安全性分析方法无法考虑复杂系统内部关联性、事故分析思路较为分散、忽视组件交互及宏观控制的问题,保证液化天然气储备库分层翻滚事故和火灾事故正演结果的准确性,建立基于系统论事故分析模型(Systems-Theoretic Accident Modeling and Process,STAMP)及系统理论过程分析(System-Theoretic Process Analysis,STPA)的LNG储备库典型事故正演模型,使得后续系统隐患分析、事故原因分析的更加全面完善。首先,根据LNG储罐分层翻滚事故和火灾事故过程中涉及的设备设施、工艺流程及相互间的关联关系,对事故进行初步危险分析、辨识导致事故发生的各个因素、找出危险的关键节点,并在此基础上分析事故所在系统的安全需求及对应的安全性约束,包括可能导致事故发生的控制与反馈操作,建立STAMP模型,模型需包含相关设施、组件之间的控制、反馈关系,和控制反馈回路;然后,采用STPA方法识别LNG保障过程中的四种不安全的控制行为(未提供的控制行为、提供错误或不安全供控制行为、未及时提供控制行为、控制行为结束过早),并从控制行为执行不充分、反馈信息错误或不足两方面分析事故整体过程中涉及到的初始值(如储罐LTD参数)、当前状态(如进液操作)以及状态转换(如储罐与冷却完成准备进液),找出导致不安全控制行为的关键原因,建立完整的LNG储备库典型事故正演模型;最后,结合具体事故案例验证分析LNG储备库典型事故正演模型的有效性与可实施性,并将分析结果可视化,以知识图谱的方式直观展现。研究表明:该模型可从控制和约束角度对复杂系统LNG储备库典型事故进行过程分析,使得事故演化过程更加直观、准确,原因梳理更加清晰;从系统的角度考虑了各风险因素在分层翻滚事故和火灾事故正演中的因果关系,为后续LNG储备库的安全管理工作提供了可行、有针对性的价值信息。