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浅谈液化天然气储运与安全技术

  
评论: 更新日期:2014年03月19日

    2.液化天然气的安全技术
    由于天然气属于易燃、易爆,所以,在天然气的储存与运输过程中,保证安全是至关重要的。在实际应用中,液态天然气转变为气态使用,因此,在考虑LNG设备或工程的安全问题时,要考虑到天然气所具有的易燃易爆等特性。在液化天然气的生产、储运和气化供气各个环节,主要考虑的安全问题,就是围绕如何防止天然气的泄露,与空气形成可燃的混合气体。消除引发燃烧的基本条件,以及LNG设备的防火及消防要求;防止低温天然气设备超压,引起超压排放或爆炸等等。
    2.1液化天然气的储存安全
    液化天然气在储存期间,无论隔热效果如何好,总要产生一定数量的蒸发气体。储罐容纳这些气体的数量是有限的,当储罐内的工作压力达到允许最大值时,蒸发的气体继续增加,会使储罐内的压力上升。LNG储罐的压力控制对安全储存有非常重要的意义。这要涉及到LNG的安全充注数量、压力控制与保护系统和储存的稳定性等诸多因素。储罐的安全防护系统除了压力控制以外,LNG储罐应配备密度检测设备来监控层化和潜在的翻滚问题,以便操作员尽早采取措施。储罐内壁和罐底应设有温度仪表(RTD)来监测温度情况。为了储罐的安全,所有进出口管线均在罐顶,特别注意LNG储罐的附属仪表系统,应设置足够的报警和停机装置,以确保储罐的安全。
    液化天然气储存安全技术主要有以下几方面:
    (1) 储罐材料。材料的物理特性应适应在低温条件下工作,如材料在低温工作状态下的抗拉和抗压等机械强度、低温冲击韧性和热膨胀系数等。
    (2) LNG充注。储罐的充注管路设计应考虑在顶部和底部均能充灌,这样能防止LNG产生分层,或消除已经产生的分层现象。
    (3) 储罐的地基。应能经受得起与LNG直接接触的低温,在意外情况下万一LNG产生漏泄或溢出,LNG与地基直接接触,地基应不会损坏。
    (4) 储罐的隔热。隔热材料必须是不可燃的,并有足够的牢度,能承受消防水的冲击力。当火蔓延到容器外壳时,隔热层不应出现熔化或沉降,隔热效果不应迅速下降。
    (5) 安全保护系统。储罐的安全防护系统必须可靠,能实现对储罐液位、压力的控制和报警,必要时应该有多级保护。
    2.2液化天然气的运输安全
    介于LNG潜在的危险性,LNG运输的安全性必须得到有效的保证。LNG的运输安全,就是车船行驶过程、LNG装卸过程的安全问题。根据国际气体运输船和码头经营者协会(SIGTTO)2008 年报显示,截止2008 年,全球有83个外输和接收站,300 余艘LNG 船在运行中。近45年,LNG 船舶已经累计完成了近10 万次的全球各港口的装卸货作业,所以说,重视LNG运输过程的安全,也就等同于保证经济、财产、人身安全。液化天然气的运输可以有三种方式:船运、车运和管道输送。这三种运输方式中,管道输送,特别是长距离管道输送因为还存在技术上的一些困难,在应用上尚无实例。而液化天然气的海上运输技术不断成熟,船运是液化天然气运输的主要方式,占世界液化天然气运量的80%以上。
    2.2.1LNG的船运安全
    为了液化天然气的海上运输安全,可以采用以下的安全措施:
    (1)球罐特制。由于罐内储存超低温液体会引起内部收缩,在结构上考虑避免收缩时的压力,设置储罐的支撑固定装置;为防止储罐超压或负压,专门装设安全阀;储罐开口暴露设置在甲板上。
    (2)加强隔热。隔热的目的一是防止船体结构过冷;二是防止向储罐内漏入热量。LNG储槽的隔热结构由内部核心隔热部分和外层覆壁组成。
    (3)BOG处理。为了船舶的安全经济运行,采用再液化装置可以控制低温液体的压力和温度。
    (4)采用二次阻挡层。在球罐泄漏时,把已泄漏的LNG保留一定时间,使船体构件不要降低到它的允许温度以下。以避免船体发生损坏或着火爆炸的重大事故。
    (5) 采用双层壳体。在船舶的外壳体和储槽间形成保护空间,从而减小了槽船因碰撞导致储槽意外破裂的危险性。
    (6) 为了安全,设置各种计量、测量和报警设施。
    2.2.2LNG的车运安全
    液化天然气的公路运输不同于海上运输那样量大、稳定,除了运输介质同样是低温、易燃的LNG外,液化天然气的陆上运输要适应点多、面广的市场,要确保人多、路况复杂条件下的运输安全等。LNG槽车的安全主要是防止超压和消除燃烧的可能性(禁火、禁油、消除静电)。
    1.防止超压
    防止槽车超压的手段主要是设置安全阀和爆破片等超压泄放装置。根据低温领域的运行经验,在储罐上必须有两套安全阀在线安装的双路系统,并设一个转换。
    2.其他
    为了防止着火,做到下面几点是十分有必要的:
    (1) 置换充分
    LNG储槽使用前必须用氮气对内筒和管路进行吹扫置换,直至含氧量小于2.0%为止,然后再用产品气进行置换至纯度符合要求。
    (2) 静电接地
    LNG槽车必须配备导静电接地装置,以消除装置静电;同时,在车的前后左右两侧应配有4只灭火机,以防有突发火灾时应急使用。
    3) 阻火器
    安全阀和放空阀的出口汇集总管上应安装阻火器。当放空口处出现着火时,防止火焰回火,可以保护设备安全,起到阻隔火焰作用,。
    总结:在未来的能源结构中,液化天然气占据着非常重要的地位,研究液化天然气的储运技术,有着极高的价值意义,而在储运的过程中,安全问题始终不容小觑。
    参考文献:
    1. 液化天然气/顾安忠等著.-北京:机械工业出版社,2003.10(2011.1重印)ISBN978-7-111-13040-6
    2. 徐孝先等.液化天然气的运输方式及其特点.油气储运,2006
    3. 液化天然气(LNG)应用与安全/郭揆常编著. -北京:中国石化出版社,2007
    4. 百度文库
   
   

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