4. LNG储罐翻滚场景后果频率计算与LOPA应用

翻滚场景的后果频率链条

LNG储罐翻滚（rollover）的典型后果是罐内蒸发气（BOG）在短时间内急剧增大，若BOG压缩机与火炬排放能力不足，罐压上升并可能触发安全阀起跳，严重时导致罐顶超压或排放系统过载。LOPA在此场景中要回答两个问题：未缓解后果频率是否超过可容忍频率，以及需要多少风险降低因子（RRF）。

计算链条为：初始事件频率 × 后果修正因子（如点火概率、人员暴露概率、致死概率）= 未缓解后果频率；再除以可容忍频率，得到所需总风险降低因子 RRF_req；现有独立保护层提供的风险降低因子 RRF_exist = Π(1/PFD_i)，若 RRF_exist ≥ RRF_req 则风险可接受，否则需补充保护层。

示例计算过程

以某16万m³ LNG储罐为例，假设企业风险准则规定该场景可容忍后果频率 TMEL = 1×10⁻⁴ /年。初始事件取“罐内分层破坏引发翻滚”，频率 f_IE = 0.05 /年（示例值，实际应依据储罐运行历史与行业数据修正）。翻滚导致BOG大量生成，若排放不畅可能引起罐顶超压破裂，后果修正因子取点火概率0.1、人员暴露概率0.5、致死概率0.5，则：

• 未缓解后果频率：f_unmit = 0.05 × 0.1 × 0.5 × 0.5 = 1.25×10⁻³ /年
• 所需风险降低因子：RRF_req = 1.25×10⁻³ / 1×10⁻⁴ = 12.5

现有保护层包括BOG压缩机自动启动（PFD=0.1）、罐压高报警与操作员响应（PFD=0.1）、安全阀机械泄放（PFD=0.01），则 RRF_exist = 1/(0.1×0.1×0.01) = 10000，远大于12.5，说明现有保护层足以覆盖该场景风险。

关键参数取值与敏感性

敏感性分析：若初始事件频率修正为0.1 /年，则 f_unmit = 2.5×10⁻³ /年，RRF_req = 25，仍远小于现有RRF_exist。只有当BOG压缩机PFD恶化至0.5以上且安全阀PFD取0.1时，RRF_exist才可能降至20以下，此时需关注保护层可靠性下降的风险。