(3)BOG氣體的危險性。
LNG儲存在絕熱儲罐中,任何熱量滲透到儲罐中,都會導致一定量的LNG汽化為氣體,這種氣體被稱為蒸發(fā)氣(BOG)。隨著BOG氣體的增加,儲罐內(nèi)溫度、壓力將不斷上升,如上升過快將導致儲罐安全閥的起跳,甚至儲罐破裂。
?BOG氣體的組分與LNG的組分有關。一般情況下,蒸發(fā)氣包括20%的氮,80%的甲烷和微量的乙烷。其含氮量是液體LNG中含氮量的20倍。當LNG蒸發(fā)時,氮和甲烷首先從液體中氣化。對于蒸發(fā)氣體,不論是溫度低于-113℃的純甲烷,還是溫度低于-85℃含20%氮的甲烷,它們都比周圍的空氣重。在標準條件下,這些蒸發(fā)氣體的密度大約是空氣密度的0.6倍。
2、LNG儲罐運行危險性
(1)因漏熱或絕熱破壞的危險
儲罐因漏熱必然要產(chǎn)生部分BOG氣體;當絕熱破壞時,罐內(nèi)LNG會迅速受熱氣化,儲罐壓力劇增。此時,若儲罐泄壓速度低于升壓速度,可能會造成儲罐破裂等惡性事故的發(fā)生。
(2)儲罐液位超限產(chǎn)生的危險
儲罐高液位運行,易使儲罐壓力升高迅速,造成安全閥起跳,LNG氣體大量放散,并可能造成次生事故的發(fā)生。儲罐低液位運行,會出現(xiàn)低溫泵抽空的現(xiàn)象,從而造成設備損毀事故的發(fā)生。
儲罐的充裝量應符合《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》中充裝系數(shù)的要求,儲存液位宜控制在20-90%范圍內(nèi)。儲罐應設置高低液位報警裝置,儲罐液相出口管應設置緊急切斷閥。
(3)渦旋或翻滾的危險
在LNG儲存和充注過程中,常發(fā)生一種被稱為“渦旋或翻滾”的非穩(wěn)性現(xiàn)象。所謂渦旋,是指出現(xiàn)在液體溫度或密度分層的低溫容器中,底部液體由于漏熱而形成過熱,在一定條件下迅速到達表面并產(chǎn)生大量蒸氣的過程。渦旋現(xiàn)象通常出現(xiàn)在多組分液化氣體中。
渦旋主要是由于在向盛有LNG的低溫儲罐中充注新的LNG液體或者LNG中氮蒸發(fā)而使儲罐內(nèi)的液體發(fā)生分層。分層液體在儲罐周邊漏熱的作用下,形成各自獨立的自然對流循環(huán),進而使各層液體的密度不斷發(fā)生變化,見圖2。當相鄰兩層液體的密度近似相等時,兩個液層就會發(fā)生強烈混合,下層積聚的熱量突然釋放出來,同時伴隨著LNG表面蒸發(fā)率的驟增,幾乎可達到正常情況下蒸發(fā)率的250倍。蒸發(fā)產(chǎn)生的大量氣體,引起儲罐內(nèi)壓力突然增大,導致大量天然氣排空,造成嚴重浪費,甚至可能毀壞儲罐及工藝系統(tǒng),引起爆炸或火災,嚴重威脅人員和財產(chǎn)安全。
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(二)LNG加氣站安全管理措施
通過對LNG加氣站危險性分析,使我們認識到加氣站安全運行的重要性。在加氣站日常運行中,我們必須采取以下措施,加強安全管理,杜絕事故發(fā)生。
1、應加強對加氣站設計、施工等環(huán)節(jié)的控制,確保本質安全。
(1)加氣站設計
加氣站設計要圍繞防止LNG泄漏和防止火源產(chǎn)生這兩個方面展開,工藝設計要簡潔、設備管道布置要合理、安防系統(tǒng)設置要有效。
加氣站應具備完善的運行功能和可靠的安全防范措施,站址選擇、設備選型必須符合相關規(guī)范要求,施工、驗收標準必須明確,不能因設計缺陷而給加氣站日后的生產(chǎn)運行留下隱患。
(2)加氣站施工
加氣站施工安裝必須由具備相應施工資質的單位負責實施。根據(jù)加氣站內(nèi)容器、管道的設置,加氣站施工單位應取得由質量技術監(jiān)督部門頒發(fā)的GC2級壓力管道安裝許可資格以及1級壓力容器安裝改造維修許可資格(或GC1級壓力管道安裝許可資格,或2級及以上鍋爐安裝許可資格)。
加氣站運行設備、管材等所有物資的采購,必須滿足設計文件的要求,不能擅自更改設備的規(guī)格型號、技術參數(shù)等。
加氣站施工驗收應按設計標準執(zhí)行,尤其是隱蔽工程的驗收必須嚴格把關,上道工序驗收未合格的不得進入下道工序。
(3)技術檔案管理
涉及加氣站建設的技術檔案包括加氣站前期的初步設計文件、施工圖、整套施工資料、相關部門的審批手續(xù)及文件等。這些資料是加氣站建設的依據(jù),應統(tǒng)一保管、永久保存。
2、要依法取得LNG車用氣瓶充裝資格,做到合法經(jīng)營。
《氣瓶充裝許可規(guī)則》(TSG R4001-2006)規(guī)定:氣瓶充裝單位應當經(jīng)省級質量技術監(jiān)督部門批準,取得氣瓶充裝許可證后,方可在批準的范圍內(nèi)從事氣瓶充裝工作。因此,LNG加氣站竣工驗收完畢,加氣站經(jīng)營單位應立即向省級質量技術監(jiān)督部門提出氣瓶充裝資格許可的書面申請,經(jīng)評審合格取得充裝許可證后,方可從事LNG汽車加氣業(yè)務。
3、應加強安全基礎管理,防止各類事故的發(fā)生。
(1)建立健全加氣站各項安全管理制度和崗位操作規(guī)程。
安全制度和操作規(guī)程的健全完善是企業(yè)安全生產(chǎn)的保障。加氣站應結合LNG的特性和運行過程中潛在的危險性,制定相應的安全管理制度和操作規(guī)程,并嚴格遵照執(zhí)行,從而規(guī)范加氣站操作人員的作業(yè)行為、夯實加氣站安全管理的基礎、防止安全事故的發(fā)生。
加氣站應建立健全的安全管理制度有崗位安全生產(chǎn)責任制、安全教育和培訓、安全檢查和隱患整改、事故報告和處理、危險作業(yè)、場站管理等。加氣站應制定的操作規(guī)程主要包括LNG槽車卸液、加氣、儲罐運行、儀表風系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)等。
(2)落實操作人員的安全教育和防護工作,特種作業(yè)人員持證上崗。
加氣站要加強對操作人員的安全教育和培訓,定期組織學習加氣站安全制度、操作規(guī)程、應急預案等,以促進其安全素質和工作技能的提高。
加氣站要重視操作人員安全防護,應根據(jù)LNG的特性配備防靜電工作服、防凍手套、防護面罩等防護用品,并指導、督促操作人員正確使用,防止人身傷害事故的發(fā)生。
根據(jù)國家相關法律法規(guī)要求,加氣站特種作業(yè)人員還必須做到持證上崗,應取得的上崗證及發(fā)證部門見表1。
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(3)做好生產(chǎn)現(xiàn)場的巡檢工作,消除各項安全隱患。
加氣站應重視日常安全巡查工作。根據(jù)LNG低溫的特性,儲罐或管道一旦發(fā)生泄漏或絕熱失效時,會出現(xiàn)結霜、冰凍或罐壁“冒汗”等易于辨認的跡象。檢查人員在巡查中能及時發(fā)現(xiàn)這些安全隱患并予以處理,從而防止事態(tài)的進一步擴大。操作人員要定時現(xiàn)場巡查LNG儲罐、低溫泵等設備的運行情況,記錄儲罐液位、壓力等運行參數(shù),確保儲罐的安全運行。日常巡查還能有效杜絕“違章操作、違章指揮、違反勞動紀律”現(xiàn)象的發(fā)生。
4、應加強設備管理,確保設備運行安全。
加氣站應建立設備管理臺帳,完善設備管理臺帳。壓力容器(儲罐、泵池)、壓力管道(LNG管線)應在質量技術監(jiān)督部門取得《壓力容器使用證》、?《特種設備使用登記證》后方可投入使用。
加氣站運行設備應做到定人管理,定期維護、定期檢驗。對站內(nèi)消防設施也應定期檢查或試車,確保設施完好、運行正常。
5、應完善事故應急搶險預案,提高事故應急處置能力。
制訂事故應急預案的目的是為了提高對事故的處理能力,最大限度地減少事故中的人員傷亡和財產(chǎn)損失,控制危險源,排除現(xiàn)場災患,消除危害后果,分析總結事故經(jīng)驗。
加氣站事故應急預案要明確事故上報流程、事故預警等級、接警處置程序、應急人員工作職責、事故應急措施等內(nèi)容。事故應急措施的制定要科學,要結合加氣站的危險性分析,應具有可操作性。
事故應急預案應定期組織演習,每年不得少于1次。要通過演練,對事故應急預案進行不斷地修訂和完善,從而提高加氣站的事故應急處置能力。
五、結論
目前,LNG汽車加氣站產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)象正逐步顯現(xiàn),截至2012年4月,國內(nèi)已建成投運的LNG汽車加氣站已近300座,而去年同期僅僅只有100座。國內(nèi)LNG汽車加氣站建設正在發(fā)展中不斷得以規(guī)范,在規(guī)范中不斷得以發(fā)展。相信隨著LNG汽車加氣站相關政策法規(guī)、規(guī)范標準的不斷完善,各項安全管理制度的不斷健全,以及LNG技術的不斷進步,LNG汽車加氣站的建設將更加規(guī)范、發(fā)展將更加迅猛、運行將更加安全。
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