液化天然氣(簡(jiǎn)稱LNG)氣化站主要為非管輸天然氣(簡(jiǎn)稱NG)的城市城鎮(zhèn)居民提供生活用氣,也可作為補(bǔ)充氣源或調(diào)峰氣源,一般包括氣站一座、相應(yīng)的輸配管網(wǎng)及配套的公用工程,運(yùn)行的介質(zhì)為L(zhǎng)NG。
由于LNG具有易燃易爆、有毒有害危險(xiǎn)性,而且罐區(qū)中的冷卻、輸送等設(shè)備的使用、維護(hù)具有一定的火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)。以下從工程技術(shù)措施和安全管理措施兩個(gè)方面,對(duì)液化天然氣氣站火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性和安全對(duì)策進(jìn)行探討。
一、概述
LNG氣化站的工藝流程如圖1所示(略):
LNG由低溫槽車運(yùn)來,在卸車臺(tái)用槽車自帶的增壓器增壓,在壓差的作用下,通過卸車臺(tái)的管道進(jìn)入低溫儲(chǔ)罐儲(chǔ)存,儲(chǔ)存壓力為0.3MPa(g),溫度為-145℃。低溫儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG用自增壓器增壓到0.5MPa(g),自流進(jìn)入空溫式氣化器,在氣化器中,LNG與空氣換熱,發(fā)生相變轉(zhuǎn)化為氣態(tài)并升高溫度,夏季可達(dá)15℃以上(冬季還必須使用水浴式氣化器),直接經(jīng)過調(diào)壓器調(diào)壓至0.2MPa(g)。由于天然氣是無味的,為了加強(qiáng)安全性,還必須進(jìn)行加臭,加臭劑選用四氫噻吩,加臭后進(jìn)入中壓管網(wǎng),送給各用戶。
低溫真空絕熱儲(chǔ)罐的日蒸發(fā)率一般為0.3%,這部分氣化了的氣體(簡(jiǎn)稱BOG)如不排出,會(huì)使儲(chǔ)罐上部氣相空間的壓力升高。為保證儲(chǔ)罐安全,設(shè)降壓調(diào)節(jié)閥,可根據(jù)壓力自動(dòng)排出罐頂氣體。另外,為回收槽車儲(chǔ)罐中的天然氣,設(shè)置了BOG加熱器,用以回收BOG,并入輸氣管網(wǎng)。
LNG儲(chǔ)罐裝有高、低液位報(bào)警設(shè)施,內(nèi)罐高壓力報(bào)警,超壓自動(dòng)排放BOG的調(diào)節(jié)閥以及安全閥,以保證儲(chǔ)罐的安全。在儲(chǔ)罐入、出口的LNG管線上設(shè)自動(dòng)切斷閥,當(dāng)有緊急情況發(fā)生時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉閥門,以保證系統(tǒng)的安全。
天然氣出站至輸氣管網(wǎng)的管線上設(shè)有自動(dòng)切斷閥,當(dāng)管網(wǎng)有緊急情況發(fā)生時(shí),會(huì)自動(dòng)關(guān)閉閥門,以保證系統(tǒng)的安全。
當(dāng)LNG供應(yīng)出現(xiàn)情況時(shí),采用備用氣源。壓縮天然氣(簡(jiǎn)稱CNG)用槽車運(yùn)至氣化站,即利用該槽車作為容器,經(jīng)卸車臺(tái)經(jīng)管線輸送至CNG調(diào)壓站,經(jīng)二級(jí)調(diào)壓至0.2MPa(g),計(jì)量加臭后并入輸氣管網(wǎng)。
二、LNG氣化站火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)條件
從可燃物、助燃物、點(diǎn)火源三個(gè)方面來分析LNG氣化站項(xiàng)目的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)條件。
?。?)可燃物。LNG是深冷液體,很容易被周圍的空氣加熱成為NG。當(dāng)LNG大量泄漏時(shí),來不及與周圍空氣進(jìn)行熱交換,其蒸氣云的密度就會(huì)比空氣低,會(huì)順著地面流動(dòng)或向低處蔓延,一旦遇到火源就會(huì)燃燒,甚至回燃引起爆炸。
導(dǎo)致LNG泄漏的情況主要有以下三種:
?、貺NG與某些材料(氟、氯等)接觸后會(huì)發(fā)生劇烈的反應(yīng),變脆、易碎、冷收縮,使設(shè)備損壞后泄漏導(dǎo)致火災(zāi);
②LNG本身沒有太大的腐蝕性,但儲(chǔ)罐由于本身所存在的缺陷(應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕等),加上積存雨水,儲(chǔ)罐金屬外殼、管線等與土壤等接觸會(huì)產(chǎn)生電解,導(dǎo)致大面積點(diǎn)腐蝕,造成LNG泄漏;
?、凵a(chǎn)或儲(chǔ)運(yùn)裝置的設(shè)計(jì)施工出現(xiàn)問題,不能滿足正常生產(chǎn)要求或不能及時(shí)探測(cè)到異常情況的發(fā)生。
(2)助燃物。主要助燃物為空氣。液化設(shè)備中低溫循環(huán)工作液體的溫度低于空氣液化的溫度,其表面上的空氣會(huì)凝縮形成富氧氣氛,形成助燃物。
?。?)點(diǎn)火源。在有空氣和LNG存在情況下,任何熱源均有可能成為引爆物。這些潛在的熱源和引爆物主要包括以下幾種:①明火及火星;②靜電火花;③防雷電設(shè)施或接地?fù)p壞、失效可能遭受雷擊,產(chǎn)生雷電火花;④電氣線路或電氣設(shè)備安裝操作不當(dāng)、保養(yǎng)不善及接地、接零損壞或失效等,有可能造成漏電。
三、LNG氣化站火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分析
1.物質(zhì)危險(xiǎn)性分析
LNG的主要成分是甲烷,屬易燃易爆氣體,遇明火、高溫極易發(fā)生燃燒和爆炸現(xiàn)象。NG與空氣混合能形成爆炸性混合物,爆炸下限為3.6~6.5%,上限為13~17%,與氟、氯等能發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。低溫時(shí)的LNG蒸氣比空氣重,能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方,遇明火會(huì)引著回燃。常溫下,NG密度較空氣小,在空氣中可迅速擴(kuò)散。
2.工藝危險(xiǎn)性分析
?。?)原料和產(chǎn)品為可燃物質(zhì),站內(nèi)大部分區(qū)域?yàn)楸ㄎkU(xiǎn)2區(qū),運(yùn)行過程中,LNG儲(chǔ)罐等設(shè)備損壞將造成NG泄漏,發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。
?。?)高速轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備(泵等)的使用可能產(chǎn)生火花,形成點(diǎn)火源,有爆炸的可能。
(3)維修人員在維修、檢查工作中若不嚴(yán)格按照規(guī)定和操作規(guī)程執(zhí)行,易形成火星等點(diǎn)火源。
?。?)鍋爐的使用可能造成物理爆炸。
?。?)原材料及成品運(yùn)輸主要以車輛運(yùn)輸為主,若排氣管上沒有帶上防火帽,則可能形成火花,造成火災(zāi)爆炸。在卸車的時(shí)候,在卸車軟管沒有分離的情況下啟動(dòng)車輛,會(huì)拉壞卸車軟管,從而導(dǎo)致LNG泄漏形成可燃物。