?? 摘要：能源供應緊張的現(xiàn)狀，使得我國的LNG進口量快速增長，LNG接收終端和港口設備可能發(fā)生LNG溢出的危險性及破壞性也備受關注。為此，介紹了我國LNG進口和終端建設情況，結合國內外LNG 泄漏與擴散的試驗和模擬，對可能發(fā)生的LNG船舶碰撞危害性、LNG泄露的擴散和火災危險性等方面研究進行了綜述和分析，并對其中的不確定性問題進行了討論，給出了進行LNG風險評價的建議。

　　關鍵詞：液化天然氣 終端 泄露 擴散 風險 評價 安全性 建議

　　我國目前已在珠江三角洲、長江三角洲和福建開始建設LNG 項目[1]，可以預見，未來數(shù)年內，LNG在我國將被廣泛應用于工業(yè)和民用的各個領域。LNG接收終端碼頭基本都設置在工業(yè)發(fā)達、人口密集的沿海地區(qū)，天然氣需求的不斷增長使LNG運輸船舶的數(shù)量、航行往來次數(shù)以及運輸數(shù)量都不斷增加，出現(xiàn)意外溢出的可能性也隨之增大，對周圍工業(yè)及居民的危險性也相應增加。自美國“9?ll”事件后，人們對危險品或可燃貨物的侵襲可能對公眾和財產(chǎn)安全造成的傷害越來越關注。因此，從公眾財產(chǎn)安全以及地區(qū)、能源可靠性的角度來看，對LNG泄漏危害性進行分析，制定并采取確保LNG接收站和LNG運輸安全可靠的措施非常必要。

　　一、LNG溢出后潛在的危害性分析

　　1．LNG漏泄的主要危害性

　　甲烷是一種低毒性的窒息性氣體。大量LNG從LNG貨艙的破損口溢出后開始氣化。如果沒

　　有遇到點火源，則空氣中甲烷的濃度可能會非常高，從而對船上的船員、應急人員或者其他可能暴露于正在膨脹擴散的LNG 氣團中的人員造成窒息危害。而且超低溫的LNG可能會對溢出區(qū)域附近的人員和設備產(chǎn)生威脅。液態(tài)LNG接觸到皮膚會造成低溫灼傷。同時低溫LNG可能對于鋼結構和一般船舶的結構連接件，如焊接等具有破壞性的影響。所LNG船艙破損或者接收終端發(fā)生泄漏后，根據(jù)船舶裝載負荷和位置的不同，可以預期LNG將通過破損口溢出到水面或陸地上。必須要熟悉LNG的基本物性和危害性，研究降低潛在液化天然氣溢出的危害性，正確進行人身安全防護。以LNG溢出有可能降低運輸船舶的結構完整性并損壞其他設備。

　　LNG氣化與空氣形成爆炸性混合物，爆炸下限為3.6％～6.5 ％(體積分數(shù)，下同)，爆炸上限為13％～17％ ，其火災的爆炸危險性大，火焰溫度高、輻射熱強，最大爆炸壓力0.68 MPa，易形成大面積火災。一般來說，氣體的燃燒和爆炸可產(chǎn)生熱負荷和壓力負荷。通常用火災所造成的熱輻射損害的等級來建立火災危險區(qū)。對于熱負荷，美國國家防火協(xié)會推薦用5 kW/m 的熱通量值來制定人員的防火距離。在此范圍內，穿著適當工作服的人員緊急操作持續(xù)幾分鐘時而不造成傷害[2]。火災熱輻射不同損害的等級顯示在表1中。

表1 熱輻射在通常情況下的損害等級[4]

　　注：事故熱通量值基于平均暴露時間為10 min

　　天然氣燃燒通常以較低的速度擴展，在正常條件下不會產(chǎn)生大的超壓。被引燃的蒸氣云將引起蒸氣回燒到溢出源，這通常被稱作“燃燒火球”，通常它產(chǎn)生相對較低的壓力，因而對建筑物造成壓力損害相對較低。但在某些條件下如蒸氣云流動擴散時湍流嚴重，或者周圍遇到了阻礙，或者遇到了高壓火源，燃燒速度就可能會出現(xiàn)快速加速[3]，從而導致超壓。

　　再者應該考慮LNG快速相變的危害 當較熱液體和較冷液體之間的溫差足以驅動冷液體迅速達到其過熱極限的時候，就會出現(xiàn)快速相變，從而引起冷液體自發(fā)的快速沸騰。當?shù)蜏氐腖NG 和一種熱液體(比如水)接觸而被突然加熱的時候，就可能出現(xiàn)LNG的快速沸騰氣化現(xiàn)象，導致局部超壓釋放。這種現(xiàn)象的影響將會局限在溢出源附近，會對設備和構筑物造成廣泛的損害。

　　2．船舶碰撞損壞分析

　　目前，對于運輸船艙意外損壞引起LNG擴散以及溢出擴散的危險性，都僅僅是一般性的推理分析。因為LNG運輸船舶設計和目前LNG運輸安全管理的結合，已經(jīng)使LNG發(fā)生意外的可能性降低到了非常低的程度[5]。在過去的40多年中關于損壞或溢出的歷史記錄和信息都很少見。其良好的安全記錄，很大程度上得益于LNG船的雙層結構[6]。目前很多使用中的LNG氣輪都采用Moss球形艙。除了Moss氣艙外，其他LNG氣輪都設計成棱形的、襯有隔膜的氣艙。

　　根據(jù)與LNG船舶相似的雙層船殼油輪撞擊的有限元模型，Ammerman[7] 估計出船損壞的程度和撞擊孔徑的大小。碰撞事故所造成損壞的嚴重程度取決于撞擊部位、船舶的相對速度和撞擊相對位置和采取的緩沖或預防系統(tǒng)等。由于LNG船舶中附加了隔離層和三級保護殼，因此要有很深的穿透才能造成LNG船艙損壞。Ammerman指出，只有當大型氣輪的撞擊速度超過5～6節(jié)的時候，被撞氣輪的內艙殼才會被撞穿。對于游艇一類的小型船只，其動能通常不足以穿透雙層船殼氣輪的內艙殼。而且雙層船殼的被穿透的時候，穿透的長度必須達到3m左右，內艙殼上才會被撞出缺口。