论LNG站的安全技术管理

作者：刘新领　来源：山东淄博市煤气公司　评论：　更新日期：2013年01月11日

1 前言

自从LNG(液化天然气)制成以来，由于LNG的特殊优势，在世界范围内获得了广泛的应用。上世纪末以来，我国的LNG技术研究及应用发展较快，随着中原油田、新疆广汇LNG生产工厂的建成投用，国内的LNG供气站已有几十个，现在广东、福建LNG接收基地项目正在紧锣密鼓的实施，为今后我国LNG的较大规模应用打下坚实的供应基础。

由于我国目前还没有相应的LNG技术设计、防火规范，对LNG某些深层次的技术问题研究不深，LNG站建成后，如何实施有效地管理和控制，保证LNG站的安全运行，成为摆在我们燃气工作者面前的新课题。本文结合淄博LNG站的管理实例，谈谈对此问题的看法。

2 实施LNG站安全技术管理的理论依据及基础

2.1 LNG的固有特性和潜在的危险性

2.1.1 LNG的固有特性

LNG的主要成份为CH4，常压下沸点在-162℃左右，气液比约为600:1。其液体密度约426kg/m³，此时气体密度约1.5kg/m³。爆炸极限为5%-15%(体积%)，燃点约450℃等等。LNG项目具有投资少、见效快、供气方式灵活，冷能利用范围宽泛等优点。

2.1.2 LNG潜在的危险性

LNG虽是在低温状态下储存、气化，但和管输天然气一样，均为常温气态应用，这就决定了LNG潜在的危险性：

(1) 低温的危险性：人们通常认为天然气的密度比空气小，LNG泄漏后可气化向空气飘散，较为安全。但事实远非如此，当LNG泄漏后迅速蒸发，然后降至某一固定的蒸发速度。开始蒸发时其气体密度大于空气密度，在地面形成一个流动层，当温度上升至约-110℃以上时，蒸气与空气的混合物在温度上升过程中形成了密度小于空气的“云团”。同时，由于LNG泄漏时的温度很低，其周围大气中的水蒸气被冷凝成“雾团”，然后，LNG再进一步与空气混合过程完全气化。LNG的低温危险性还能使相关设备脆性断裂和遇冷收缩，从而损坏设备和低温灼伤操作者。

(2) BOG的危险性：虽然LNG存在于绝热的储罐中，但外界传入的能量均能引起LNG的蒸发，这就是BOG(蒸发气体)。故要求LNG储罐有一个极低的日蒸发率，要求储罐本身设有合理的安全系统放空。否则，BOG将大大增加，严重者使储罐内温度、压力上升过快，直至储罐破裂。

(3) 着火的危险性：天然气在空气中百分含量在5%-15%(体积%)，遇明火可产生爆燃。因此，必须防止可燃物、点火源、氧化剂(空气)这三个因素同时存在。

(4) 翻滚的危险性：通常，储罐内的LNG长期静止将形成两个稳定的液相层，下层密度大于上层密度。当外界热量传入罐内时，两个液相层自发传质和传热并相互混合，液层表面也开始蒸发，下层由于吸收了上层的热量，而处于“过热”状态。当二液相层密度接近时，可在短时间内产生大量气体，使罐内压力急剧上升，这就是翻滚现象。

2.2 LNG站工艺设计的合理性和全面性

2.2.1 LNG站应有合理的工艺流程

目前我国已建成的LNG站规模不一，供应用户有民用户，也有工业用户，但采用的几乎都是日本的工艺流程，见图1。

从上述工艺流程图中可以看出，为保证LNG储罐中的LNG输出时保持一定的动力，设置了LNG增压器(也可以设置LNG低温泵)。南方地区如果冬季最低气温在10℃以上，可以不设水浴气化器，直接利用空浴气化器即可输出符合要求的天然气(NG)，建设费用也相应降低。实践证明，该工艺流程完全符合我国LNG站的运行实际。

2.2.2 LNG站应有完善的运行功能(措施)

本人认为，不论是工业用LNG站还是民用LNG站，不论是日常供气还是调峰供气，不论规模、容量大小，LNG站都应有以下较完善的使用功能(措施)：卸车功能、储存功能、LNG储罐增压功能、气化功能、气化器组相互切换功能、BOG释放接收功能、紧急情况安全放空功能、异常情况紧急切断功能、LNG泄漏(溢出)后的处理功能等，还应具有LNG装车功能，以保证异常情况LNG的导出和生产经营需要。要据实际情况考虑是否设计BOG再液化系统。目前国内有些LNG站运行功能就不完善，这将为今后LNG站的安全技术管理留下隐患。