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LNG加氣站安全風(fēng)險及應(yīng)對措施分析

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		點擊數(shù)：	更新時間： 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)險及應(yīng)對措施分析
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，在世界范圍內(nèi)
獲得了廣泛的應(yīng)用。由于市場的大量需求，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)本身的危險特
性，結(jié)合加氣站的各類存儲設(shè)施及加氣設(shè)備的特點，對加氣站運(yùn)行過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行分
析，辨識LNG加氣站的危險因素，探討應(yīng)對措施。
關(guān)鍵詞：LNG加氣站風(fēng)險分析泄漏應(yīng)對措施
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?，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％左右的價格優(yōu)勢，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
LNG介質(zhì)本身固有的低溫、易泄漏，易發(fā)生火
災(zāi)、爆炸等危險性因素和加氣站的各類設(shè)備的使
用進(jìn)行分析，辨識LNG加氣站在建設(shè)和運(yùn)營過程
中的危險因素，并探討應(yīng)對處理的措施。
1 LNG加氣站危險因素分析
LNG加氣站的核心設(shè)備可分為三大部分：一
是LNG低溫儲罐；二是將LNG從儲罐加注到汽
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；三是控制整個運(yùn)行過程的自
動控制系統(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)場布置
1．1 LNG介質(zhì)的危險性
LNG是以甲烷為主的液態(tài)混合物，儲存溫度
約為一162 oC，主要危險是可燃、爆炸、低溫。
LNG泄漏后通過吸熱蒸發(fā)，會形成白色蒸氣云，
蒸氣云遇到火源就會著火。當(dāng)蒸氣云被空氣加熱
到高于一107 oC時，會在空氣中快速擴(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目
安全管理工作，國家注冊安全工程師，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)備表面接觸會產(chǎn)生嚴(yán)
重的傷害。直接接觸時，皮膚表面的潮氣會凝
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
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，人長時間處于低
于一10℃環(huán)境下，就會有低溫麻醉危險。隨著體
溫下降，生理功能和智力活動下降，心臟功能衰
竭，進(jìn)一步下降會致人死亡。如果人員在LNG低
溫場所工作，應(yīng)做好防護(hù)措施，穿戴防護(hù)服裝。
對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，短時間內(nèi)會導(dǎo)致
呼吸困難，長時間可能導(dǎo)致窒息。一旦LNG泄漏
產(chǎn)生LNG蒸氣時，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)備的危險性
1．2．1 LNG儲罐
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。
儲罐的設(shè)計壓力一般為1．2 MPa¨1，其最大危險
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
在儲罐的頂部安裝安全放散閥，當(dāng)儲罐壓力升高
到一定值，安全放散閥會開啟，通過集中放散釋
放壓力。
圖2 LNG低溫儲罐
1．2．2輸送管道和內(nèi)罐
LNG儲罐的輸送管道或內(nèi)罐容易泄漏，這時
儲罐的防爆蓋將打開從而降低內(nèi)外壓力，不會引
發(fā)儲罐爆裂。
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
罐之間的閥門是開啟相通的，泵的進(jìn)出El 可能會
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，可能因為接El 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，也會產(chǎn)生LNG泄漏，此時要緊急
停止泵的工作。卸車一般要求次數(shù)盡量少，時間
盡量短，控制在2—3小時內(nèi)。盡量選擇人流量小
的時候操作，并由LNG加氣站專業(yè)人員進(jìn)行。
2 LNG加氣站安全風(fēng)險及應(yīng)對措施
2． 1 LNG泄漏處理措施
LNG在微量泄漏時，泄漏處呈現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，
此時應(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，LNG場站的可燃?xì)怏w泄漏
報警器就會報警，并及時通過與檢測儀表聯(lián)鎖的
緊急切斷閥切斷儲罐上的排液閥門，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可通過集液池收
集，此時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)計時要按儲罐的容積設(shè)計，這樣泄漏的
液體會被全部攔蓄在圍堰內(nèi)，不會溢出圍堰。此
時，液體表面會升起冷蒸氣云并會擴(kuò)散到下風(fēng)向
處，可燃?xì)怏w泄漏報警器探測到后會發(fā)聲光報警
信號，并切斷緊急切斷閥。但因泄漏發(fā)生在緊急
切斷閥前端，泄漏仍然會持續(xù)，此時搶險人員應(yīng)
在上風(fēng)向用移動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，金屬部
件會出現(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)計文件要求檢驗。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。
如果發(fā)生泄漏，則須及時封閉這些蒸氣，并采
用圍堰和天然屏障對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，首先切斷儲罐進(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，可讓大火繼續(xù)燒完。但當(dāng)著火部位處于儲罐
附近時，由于大火可能燒毀儲罐配件或直接傳熱
給儲罐造成更大危害時，應(yīng)立即報警，同時利用
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，報警，封閉站前道路。
2．4 LNG場站操作人員的安全管理
LNG固有的危險特性和潛在的危險性，要求
現(xiàn)場操作人員必須經(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、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，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℃) ，并及時撥打120，請求救援。
LNG泄漏遇到水時( 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，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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