MAN B&W ME-GI柴油机双燃料系统风险评估研究

论文摘要

由于柴油机的高效率及日趋提高的可靠性,已经被越来越的LNG船舶作为主动力装置所采用。2003年MAN B&W公司提出ME-GI双燃料柴油机概念,航运界便开始探讨将其应用于LNG船舶的可行性。ME-GI柴油机可充分利用LNG液舱蒸发气（BOG）,现今燃油价格高企,对航运界有着很强的吸引力。由于需要在机舱内使用天然气,故在LNG船舶上使用ME-GI柴油机的安全性值得深入探讨。MAN B&W公司在提出ME-GI双燃料柴油机的设计方案时,提出了运用故障模式和影响分析（FMEA）方法对其风险进行识别;在风险识别的过程中,又需要运用一种风险评估方法——风险顺序数（RPN）方法。但FMEA和RPN相结合的风险评估方法不能实现完全的定量,故此,还需在此基础上运用模糊综合评判方法,以精确评判ME-GI双燃料柴油机的整体风险程度。本文以MAN B&W6S70ME-GI柴油机为例,在对其双燃料柴油机进行深入研究的基础上,首先建立了该柴油机燃油系统和燃气系统的故障模式。对燃油系统,主要进行基于功能的故障模式和影响分析,并根据RPN方法制作专家调查表,得到各故障模式的RPN值;对于燃气系统,由于缺乏相应的使用经验,则主要进行基于燃气泄漏进而导致着火爆炸风险的故障模式和影响分析。其次,根据上述故障模式和影响分析的结果,结合专家调查结果,将调查所得数据转化为与各故障模式对应的模糊矩阵,从而对MAN B&W6S70ME-GI柴油机燃油系统的风险程度进行模糊综合评判。在进行上述风险评估之后,得出6S70ME-GI柴油机双燃料系统的整体状况良好,但亦存在一定的风险。燃油系统中高压油泵、喷油器和重油分油机的日常维护管理值得关注;燃气泄漏入机舱进而引起着火爆炸的风险也得到了详细识别,并为燃气系统的设计和日常管理提出若干建议,以期为其柴油机设计和管理人员提供参考,从而提高该柴油机双燃料系统的可靠性,确保LNG船舶的安全运行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究方法及主要工作
• 第2章 ME-GI双燃料柴油机的产生与发展
• 2.1 现代LNG船舶对主推进装置的选择
• 2.2 ME柴油机简介
• 2.3 ME-GI柴油机
• 第3章 MAN B&W6S70ME-GI柴油机双燃料系统
• 3.1 燃油系统
• 3.1.1 燃油净化系统
• 3.1.2 燃油供给系统
• 3.1.3 燃油喷射系统
• 3.2 燃气系统
• 3.2.1 燃气供给系统
• 3.2.2 燃气双层管及其辅助系统
• 3.2.3 燃气喷射系统
• 3.3 双燃料控制系统及其安全
• 3.3.1 双燃料控制概述
• 3.3.2 双燃料控制结构
• 3.3.3 双燃料控制的安全
• 第4章 风险评估和模糊综合评判方法介绍
• 4.1 FMEA方法介绍
• 4.1.1 FMEA的起源与发展
• 4.1.2 FMEA的应用
• 4.1.3 FMEA的分析步骤
• 4.2 基于风险顺序数（RPN）的FMEA方法
• 4.2.1 RPN方法的基本思想
• 4.2.2 基于RPN方法的FMEA流程
• 4.2.3 RPN各指标的评价标准
• 4.2.4 基于RPN方法的FMEA表格
• 4.3 FMEA方法的不足
• 4.4 模糊综合评判方法
• 4.4.1 模糊数学基本理论
• 4.4.2 模糊综合评判方法
• 4.5 FMEA与FUZZY数学的结合使用
• 第5章 MAN B&W6S70ME-GI柴油机双燃料系统风险评估
• 5.1 MAN B&W6S70ME-GI柴油机双燃料系统FMEA分析
• 5.2 MAN B&W6S70ME-GI柴油机燃油系统模糊综合评判
• 5.2.1 燃油净化系统的模糊综合评判
• 5.2.2 燃油供给系统的模糊综合评判
• 5.2.3 燃油喷射系统的模糊综合评判
• 5.3 对ME-GI柴油机双燃料系统的建议
• 5.3.1 对燃油系统的管理建议
• 5.3.2 对燃气系统的建议
• 第6章 结论与展望
• 参考文献
• 附录 FMEA和权重的专家调查表
• 致谢
• 研究生履历