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液化天然气储运及安全问题分析

  
评论: 更新日期:2015年09月13日

        4.2.1 LNG气化超压爆炸
        LNG超压爆炸,这与LNG处于沸腾(或接近于沸腾)状态有关。在LNG储槽中,LNG处于沸腾状态,当外来的热量传入时会导致LNG气化使压力超高,从而致使安全阀打开,造成泄漏,引起火灾和爆炸。为避免这种危险,应采取特殊处理的方法:①轻LNG从槽底进料,或重LNG从槽顶进料,或两者结合使用;②在槽内安装自动密度仪,以检测不同密度的层;③用槽内泵使液体从底至顶循环;④保持LNG 的的含氮量低于1%,并且密切监测气化速率。
        4.2.2 LNG的泄漏
        由于低温操作,金属部件会出现明显的收缩,在储槽系统的任何部位尤其是焊缝、阀门、法兰、管件、密封及裂缝处,都可能出现泄漏和沸腾蒸发。特别是在储运过程中,由于对储存容器的振动时间长,更容易出现泄漏的情况。如果不及时对部件加固和封闭这些蒸气,它就会逐渐上浮,且扩散较远,容易遇到潜在的火源,引起火灾或爆炸等事故。
        4.2.3 LNG火灾
        LNG蒸气遇到火源着火后,火焰会扩散到氧气所及的地方。游离云团中的天然气处于低速燃烧状态,云团内形成的压力低于5kPa,一般不会造成很大的爆炸危害。燃烧的蒸气就会阻止蒸气云团的进一步形成,然后形成稳定燃烧。当蒸气和空气混合达到爆炸的极限时,就会发生爆炸或爆轰,造成更大的事故。
        4.2.4 低温冻伤
        由LNG是-162℃的深冷液体,皮肤直接与低温物体表面接触会产生严重的伤害。直接接触时,皮肤表面的潮气会凝结,并粘在低温物体表面上。这时如硬将皮肤从低温表面撕开,就会将这部分皮肤撕裂,所以当戴湿手套工作时应特别注意。当皮肤与低温物体粘接后,可用加热的方法使皮肉解冻,然后再揭开。
        5. LNG安全防护
        通过上面对LNG 性质以及储运中的危险问题分析,可以在以下方面采取相应的安全措施:
        5.1 工艺装置安全设计
        LNG 装置本身的可靠性是保证LNG 设施安全运行的重要前提,因此遵循标准和规范进行设计是十分必要的。
        5.2 防泄漏可燃气体探测系统
        一般可以通过目测和大型的可燃气体探测器的方法(如红外、紫外探测仪、烟雾燃烧监测仪、低温探测装置和LNG 压力测试装置等)来探测LNG 的泄漏。用目测的方法所见到的特征为储运装置外表又云雾状;而用探测器时,闭路电视系统可以监测所有LNG 设备的工作状况,一旦发生泄漏、外溢、气化等,应急操作就会被激活,操作工就能及时采取相应的控制措施进行处理。因此,连续的自动探测系统比人工探测具有更大的优势,因为它们比人工探测更准确可靠。
        5.3 事故应急系统
        LNG 设施应包括事故切断系统(ESD)、应急报警系统等事故应急系统,就是当储运或卸货装置不在设计参数范围内工作的时候,中断操作,切断或关闭LNG、易燃液体、易燃致冷剂或可燃气体来源,并关闭继续运行将加剧或延长事故的设备。ESD 等应急系统应具有失效保护设计,当正常控制系统故障或事故时,使失效的可能性、事故影响和损失最小。
        5.4 静电导出与消防水系统
        由于LNG 在装卸与储运过程中,LNG 与储槽、管道产生磨擦,使储槽或管道带上静电,因此,在LNG相应的设备上设静电导出。消防水系统是用于当LNG 泄漏时,用水来控制LNG 蒸汽云团的扩散,即使用带水位控制器的水幕或手握软管喷水使LNG 蒸气云团改道,避免风将蒸气团移向会点燃该蒸气团的运行设备,但同时,水也会给蒸气带来额外的热量,造成云雾更快地浮动并向上扩散。在有火灾的情况下,为了避免热辐射,一些设备需要大水作保护。在处理LNG 失火时,推荐使用干粉(最好是碳酸钾) 灭火器,注意任何情况下不要在LNG储槽的大火中使用水,水会增大气化速率因而会将火焰高度增大6 倍,辐射热增大3 倍,从而造成LNG 的冷爆炸。
        5.5 泡沫控制蒸气扩散及辐射系统
        泡沫迅速膨胀,可阻止LNG可燃蒸气的迅速扩散,并且在蒸气遇到火源着火后,可减少辐射量,泡沫的膨胀率约为500∶1。将泡沫覆盖在LNG表面,由于热量增加,会使LNG 的气化率增大,气化后的LNG蒸气穿过泡沫,温度升高,向上飘浮。这样,LNG蒸气就像烟雾一样向上浮而不会沿着地面扩散,从而大大减少扩散区。如果是将泡沫覆盖在燃烧的LNG上,就会降低气化率,从而减小火势。热辐射量也就会随火势的减小而减少。
        5.6 低温冻伤预防及急救
        在处理与低温液体或蒸汽相接触或接触过的任何东西时,都应戴上无吸收性的手套( PVC 或皮革制成),手套应宽松,这样如发生液体溅到手套上或渗入手套里面时,就可容易地将手套脱下,同时注意使用面罩或护目镜来保护眼睛。当进行LNG 泄漏堵漏时,应急救援人员必须全身着防冻衣,以免液态LNG 喷溅至人体造成冻伤。当个体发生冻伤时应该用大量温水(41~46℃)冲洗皮肤冻伤处,不可使用干燥加热的方法,应将伤员移至温暖的地方(约22℃)。如果不能得到立即诊治,就应刻不容缓地将伤者送至医院。
        5.7防过度振动装置
        由于LNG 在储运的过程中,难免出现LNG 容器的振动现象,比如槽车运输时的路况、管道输送时的地震、LNG船舶运输时的风浪等影响因素,都会对装置产生影响。因此,在LNG 的储运过程中,对装置采用一些防振动措施。
        5.8生产安全管理应到位:
           (1)做好岗位人员的安全技术培训:包括LNG站工艺流程、设备的结构及工作原理、岗位操作规程、设备的日常维护及保养知识、消防器材的使用与保养等,都应进行培训,达到应知应会要求。
           (2)建立各项安全生产制度。  
        (3)建立事故应急抢险救援预案:预案应对抢险救援的组织、分工、报警、各种事故(如LNG少量溢出、大量溢出、直至着火等)的处置方法等,应详细明确。并定期进这行演练,形成制度。
           (4)加强消防设施的管理:重点对消防水池(罐)、消防泵、LNG储罐喷淋设施、干粉灭火设施、可燃气体报警设施要定期检修(测),确保其完好有效。
        5.9安全策略
        采取必要的安全措施预防事故发生,以保证LNG储运的安全:①力争设备本质安全:LNG储罐、管道在选材、设计、加工、制造和安装过程以及管理中,应严格按照有关规范、标准进行,确保LNG设备的质量;②避免LNG憋压:对LNG储运时,采用基本充装的方式,以免发生LNG设备破坏;③加强设备的监测与维护保养;④配齐相应的安全消防与防护设施,以备应急之需。
        除LNG储罐本身具有的安全措施外,工艺管线中要设置安全阀、压力表、紧急切断阀、降压调节阀等安全措施;消防安全方面,要设置消防水池、消防水泵、LNG储罐喷淋降温设施、LNG泄漏导出防护设施。应设置可靠的防雷、防静电设施;设置必要的保冷措施和燃气加臭措施(民用户)。此外还要设置异常情况停气安全连锁系统。LNG站的储存设备、气化设备、输送设备制造安装质量要精良。
        6.小结
        我国尚处于LNG应用起步阶段,LNG在我国的应用空间广阔。展望未来,我国天然气需求旺盛,液化天然气(LNG)产业作为天然气工业的一个重要方面,凭借其自身独特的优势,将促使天然气在发展方式、发展规模、投资成本、生产消费等方面呈现出新的特点,同时进一步带动LNG应用技术的发展。同时,随着LNG在全国的推广应用,如何搞好LNG的安全技术管理已成为一个新课题。我们要及早动手研究借鉴国内外的标准管理经验并结合我国的实际情况制定相应的地方标准,对LNG站的安全技术问题给予关注和研究,通过不断探索走出一条适合LNG安全技术管理的新路子。
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