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LNG加氣站安全風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施分析

文檔作者：李美剛張維明文檔來源：中海油能源發(fā)展股份有限公司油田建設(shè)工程分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年11月18日
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★ 石油化工安全環(huán)保技術(shù)★
LNG加氣站安全風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施分析
李美剛，張維明
( 中海油能源發(fā)展股份有限公司油田建設(shè)工程分公司，天津300452)
摘要：自液化天然氣(LNG) 出現(xiàn)以來，由于其清潔、高效的特殊優(yōu)勢(shì)，在世界范圍內(nèi)
獲得了廣泛的應(yīng)用。由于市場(chǎng)的大量需求，LNG加氣站也呈爆發(fā)式發(fā)展，但國內(nèi)LNG產(chǎn)業(yè)起
步較晚，有關(guān)LNG方面的規(guī)程、規(guī)范相對(duì)缺乏和滯后，造成很多不規(guī)范的加氣站頻繁發(fā)生泄
漏甚至爆炸事故，LNG加氣站在運(yùn)營過程中也容易出現(xiàn)安全事故。就LNG介質(zhì)本身的危險(xiǎn)特
性，結(jié)合加氣站的各類存儲(chǔ)設(shè)施及加氣設(shè)備的特點(diǎn)，對(duì)加氣站運(yùn)行過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分
析，辨識(shí)LNG加氣站的危險(xiǎn)因素，探討應(yīng)對(duì)措施。
關(guān)鍵詞：LNG加氣站風(fēng)險(xiǎn)分析泄漏應(yīng)對(duì)措施
自液化天然氣(LNG)出現(xiàn)以來，由于其清
潔、高效的特殊優(yōu)勢(shì)?，在世界范圍內(nèi)獲得了廣
泛的應(yīng)用，作為車用燃料相比汽柴油具有20％至
40％左右的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，更因節(jié)能減排效果顯著，
被稱為綠色環(huán)保燃料。近年來，因油品質(zhì)量、尾
氣排放等問題凸顯，霧霾天氣導(dǎo)致空氣質(zhì)量下
降，嚴(yán)重影響了人們的13常生活，LNG等替代新
能源的發(fā)展刻不容緩。
由于市場(chǎng)的大量需求，LNG加氣站也呈爆發(fā)
式發(fā)展。在國內(nèi)，LNG產(chǎn)業(yè)起步較晚，有關(guān)LNG
方面的規(guī)程、規(guī)范相對(duì)缺乏和滯后，造成很多不
規(guī)范的加氣站頻繁發(fā)生泄漏甚至爆炸事故，LNG
加氣站在運(yùn)營過程中也容易出現(xiàn)安全事故。對(duì)
LNG介質(zhì)本身固有的低溫、易泄漏，易發(fā)生火
災(zāi)、爆炸等危險(xiǎn)性因素和加氣站的各類設(shè)備的使
用進(jìn)行分析，辨識(shí)LNG加氣站在建設(shè)和運(yùn)營過程
中的危險(xiǎn)因素，并探討應(yīng)對(duì)處理的措施。
1 LNG加氣站危險(xiǎn)因素分析
LNG加氣站的核心設(shè)備可分為三大部分：一
是LNG低溫儲(chǔ)罐；二是將LNG從儲(chǔ)罐加注到汽
車燃料箱的低溫潛液泵和加氣機(jī)，以及相關(guān)配套
的低溫管線及閥門；三是控制整個(gè)運(yùn)行過程的自
動(dòng)控制系統(tǒng)及相關(guān)的安全配套設(shè)施。LNG加氣站
主要的危險(xiǎn)源是LNG本身，如何利用加氣站的設(shè)
施設(shè)備將LNG控制在安全的狀態(tài)，防止LNG的
意外泄漏是控制LNG加氣站安全運(yùn)行的關(guān)鍵
所在。
圖1 LNG加氣站現(xiàn)場(chǎng)布置
1．1 LNG介質(zhì)的危險(xiǎn)性
LNG是以甲烷為主的液態(tài)混合物，儲(chǔ)存溫度
約為一162 oC，主要危險(xiǎn)是可燃、爆炸、低溫。
LNG泄漏后通過吸熱蒸發(fā)，會(huì)形成白色蒸氣云，
蒸氣云遇到火源就會(huì)著火。當(dāng)蒸氣云被空氣加熱
到高于一107 oC時(shí)，會(huì)在空氣中快速擴(kuò)散，與空
氣混合后，體積百分?jǐn)?shù)在一定的范圍內(nèi)會(huì)形成爆
炸，其爆炸下限約為4．6％，上限約為14．57％。
收稿日期：2013—08—23。
作者簡(jiǎn)介：李美剛，男，2004年畢業(yè)于西南石油大
學(xué)儀器儀表專業(yè)，一直從事海洋石油工程建造項(xiàng)目
安全管理工作，國家注冊(cè)安全工程師，工程師。
電話：022- 66917390
由于LNG是深冷液體，溫度達(dá)一162 oc，人
體皮膚直接與LNG容器或設(shè)備表面接觸會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)
重的傷害。直接接觸時(shí)，皮膚表面的潮氣會(huì)凝
結(jié)，并粘在LNG容器或設(shè)備表面上，皮膚及皮膚
以下組織凍結(jié)，很容易撕裂，并留下傷El ，此時(shí)
可用加熱的方法使皮肉解凍，然后再揭開。
如果沒有充分的保護(hù)措施，人長(zhǎng)時(shí)間處于低
于一10℃環(huán)境下，就會(huì)有低溫麻醉危險(xiǎn)。隨著體
溫下降，生理功能和智力活動(dòng)下降，心臟功能衰
竭，進(jìn)一步下降會(huì)致人死亡。如果人員在LNG低
溫場(chǎng)所工作，應(yīng)做好防護(hù)措施，穿戴防護(hù)服裝。
對(duì)明顯受到低溫影響的人員，應(yīng)迅速用熱水洗
浴，使體溫恢復(fù)。
LNG蒸氣無毒無味，但其中的氧含量低，人
如果不慎呼吸到LNG低溫蒸氣，短時(shí)間內(nèi)會(huì)導(dǎo)致
呼吸困難，長(zhǎng)時(shí)間可能導(dǎo)致窒息。一旦LNG泄漏
產(chǎn)生LNG蒸氣時(shí)，人員不能冒然進(jìn)人蒸氣環(huán)境，
必須采取相應(yīng)防護(hù)措施方可操作泄漏設(shè)備。
1．2 LNG加氣站控制設(shè)備的危險(xiǎn)性
1．2．1 LNG儲(chǔ)罐
LNG外罐材質(zhì)為Q345R碳鋼，內(nèi)罐材質(zhì)為
06Cr l 9Ni l 0，內(nèi)外罐之間設(shè)有絕熱層并抽真空。
儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力一般為1．2 MPa¨1，其最大危險(xiǎn)
性在于真空破壞，絕熱性能下降，從而使低溫液
體因受熱而氣化膨脹，罐內(nèi)壓力劇增，儲(chǔ)罐爆裂
導(dǎo)致LNG泄漏，甚至燃燒爆炸。主要預(yù)防措施是
在儲(chǔ)罐的頂部安裝安全放散閥，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力升高
到一定值，安全放散閥會(huì)開啟，通過集中放散釋
放壓力。
圖2 LNG低溫儲(chǔ)罐
1．2．2輸送管道和內(nèi)罐
LNG儲(chǔ)罐的輸送管道或內(nèi)罐容易泄漏，這時(shí)
儲(chǔ)罐的防爆蓋將打開從而降低內(nèi)外壓力，不會(huì)引
發(fā)儲(chǔ)罐爆裂。
1．2．3潛液泵和增壓汽化器
潛液泵安裝在密閉的潛液泵池中，與LNG儲(chǔ)
罐之間的閥門是開啟相通的，泵的進(jìn)出El 可能會(huì)
出現(xiàn)密封失效，產(chǎn)生LNG泄漏。增壓汽化器的進(jìn)
出口和LNG儲(chǔ)罐與LNG槽車的液相出口連通，
同樣可能出現(xiàn)密封失效產(chǎn)生泄漏。
1． 3 LNG加氣過程中操作的危險(xiǎn)性
LNG加氣過程中，人直接用加氣機(jī)給汽車加
氣，加氣機(jī)接口為軟管連接，可能因?yàn)榻覧l 脫落
或軟管爆裂而產(chǎn)生泄漏。所以LNG加氣機(jī)一般設(shè)
緊急切斷閥，出現(xiàn)泄漏時(shí)可緊急關(guān)停泵。
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圖3給汽車加注LNG
LNG槽車一般容積為42～52 i n3，卸車軟管
與槽車連接時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生LNG泄漏，此時(shí)要緊急
停止泵的工作。卸車一般要求次數(shù)盡量少，時(shí)間
盡量短，控制在2—3小時(shí)內(nèi)。盡量選擇人流量小
的時(shí)候操作，并由LNG加氣站專業(yè)人員進(jìn)行。
2 LNG加氣站安全風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施
2． 1 LNG泄漏處理措施
LNG在微量泄漏時(shí)，泄漏處呈現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，
此時(shí)應(yīng)切斷結(jié)霜處兩側(cè)閥門，檢查并更換泄漏處
管道或管道附件。
LNG儲(chǔ)罐緊急切斷閥后端部位發(fā)生泄漏且達(dá)
到爆炸下限的20％時(shí)，LNG場(chǎng)站的可燃?xì)怏w泄漏
報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，并及時(shí)通過與檢測(cè)儀表聯(lián)鎖的
緊急切斷閥切斷儲(chǔ)罐上的排液閥門，或通過人工
操作關(guān)閉緊急切斷閥。微量泄漏的LNG可直接氣
化為冷蒸氣云，冷蒸氣云再吸熱后立即升空擴(kuò)
散，泄漏量大且來不及氣化時(shí)可通過集液池收
集，此時(shí)可用干粉滅火器噴灑液體表面，隔絕空
氣，降低氣化速度。
如果儲(chǔ)罐第一道閥門前端發(fā)生泄漏，則無法
通過切斷泄漏源的方式來堵漏。所以加氣站圍堰
在容積設(shè)計(jì)時(shí)要按儲(chǔ)罐的容積設(shè)計(jì)，這樣泄漏的
液體會(huì)被全部攔蓄在圍堰內(nèi)，不會(huì)溢出圍堰。此
時(shí)，液體表面會(huì)升起冷蒸氣云并會(huì)擴(kuò)散到下風(fēng)向
處，可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警器探測(cè)到后會(huì)發(fā)聲光報(bào)警
信號(hào)，并切斷緊急切斷閥。但因泄漏發(fā)生在緊急
切斷閥前端，泄漏仍然會(huì)持續(xù)，此時(shí)搶險(xiǎn)人員應(yīng)
在上風(fēng)向用移動(dòng)式干粉滅火器噴灑液體表面，隔
絕空氣，降低氣化速度，等待消防隊(duì)來后可用霧
狀水槍驅(qū)趕冷蒸汽云向無人員的地方擴(kuò)散。事故
發(fā)生初期應(yīng)立即疏散無關(guān)人員，報(bào)警并封閉站前
道路，關(guān)閉站內(nèi)電源。
2．2低溫管線的LNG泄漏預(yù)防處理
當(dāng)一162 oC的LNG在管線內(nèi)運(yùn)行時(shí)，金屬部
件會(huì)出現(xiàn)明顯的收縮，在管道系統(tǒng)的焊縫，閥門、
法蘭、管件、密封及裂縫處，可能會(huì)出現(xiàn)泄漏和沸
騰蒸發(fā)，因此在施工過程中應(yīng)注意焊口質(zhì)量，并按
規(guī)程、設(shè)計(jì)文件要求檢驗(yàn)。LNG的輸送設(shè)備設(shè)施
如氣相、液相工藝管道、低溫閥門、閥件，要選用
符合標(biāo)準(zhǔn)要求的管材，按要求焊接、檢驗(yàn)。
如果發(fā)生泄漏，則須及時(shí)封閉這些蒸氣，并采
用圍堰和天然屏障對(duì)比空氣重的低溫蒸氣進(jìn)行攔截。
圖4 LNG低溫管線及閥門
2．3火災(zāi)處理措施
在少量LNG泄漏時(shí)，首先切斷儲(chǔ)罐進(jìn)出液
口，確認(rèn)火災(zāi)不可能造成人員傷亡或二次破環(huán)
時(shí)，可讓大火繼續(xù)燒完。但當(dāng)著火部位處于儲(chǔ)罐
附近時(shí)，由于大火可能燒毀儲(chǔ)罐配件或直接傳熱
給儲(chǔ)罐造成更大危害時(shí)，應(yīng)立即報(bào)警，同時(shí)利用
現(xiàn)有滅火器材組織滅火，疏散站內(nèi)無關(guān)人員，設(shè)
立警戒線，報(bào)警，封閉站前道路。
2．4 LNG場(chǎng)站操作人員的安全管理
LNG固有的危險(xiǎn)特性和潛在的危險(xiǎn)性，要求
現(xiàn)場(chǎng)操作人員必須經(jīng)過專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考核合
格后方可上崗。加氣站操作人員必須熟知加氣站
的工藝流程、設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理、崗位操作
規(guī)程、設(shè)備的日常維護(hù)及保養(yǎng)知識(shí)、消防器材的
使用與保養(yǎng)等。
由于低溫液體粘度較低，能更快地滲進(jìn)紡織
物或其它多孔的衣料里去。如果與皮膚粘接，可
用加熱的方法使皮肉解凍，然后再揭開?，F(xiàn)場(chǎng)操
作人員都應(yīng)戴上無吸收性的寬松手套(PVC或皮
革制成) ，這樣如發(fā)生液體濺到手套上或滲人手
套里面時(shí)，就可容易地將手套脫下。為防止可能
發(fā)生激烈的噴射或飛濺，操作人員應(yīng)使用面罩或
護(hù)目鏡。
如果在操作過程中發(fā)生凍傷，應(yīng)該用大量溫
水( 41～46℃) 沖洗皮膚凍傷處，將傷員移至溫暖
的地方( 約22℃) ，并及時(shí)撥打120，請(qǐng)求救援。
LNG泄漏遇到水時(shí)( 如集液池中的雨水) ，水
與LNG之間有非常高的熱傳遞速率，LNG將激烈
地沸騰并伴隨大的響聲，噴出水霧，導(dǎo)致LNG蒸
氣爆炸，因此操作人員應(yīng)定期排放集液池中的
雨水。
3結(jié)論
LNG是一種高效、清潔、節(jié)能、環(huán)保的綠色
新能源，但也是一種非常危險(xiǎn)的化學(xué)燃料，從從
事LNG加氣站建設(shè)或運(yùn)營的從業(yè)者角度出發(fā)，需
要更好的了解它的特性，在加氣站建設(shè)和運(yùn)行上
更合理的規(guī)避它的不安全因素，更大的發(fā)揮它的
能源優(yōu)勢(shì)，杜絕事故的發(fā)生，使它更好的服務(wù)
人類。
參考文獻(xiàn)：
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