LNG安全储运

关键词： 体积 液化 深冷 天然气

LNG安全储运（精选三篇）

LNG安全储运 篇1

液化天然气 (Liquefied Natural Gas, 缩写LNG) 是天然气经过净化处理并在常压下深冷液化而成, 液化天然气的体积为同量气态天然气体积的1/620。近年来随着中国天然气产业的飞速发展, LNG的使用日益增加并凭借其便于运输的优势逐渐成为天然气管道未铺设地区用气的主要形式[1]。以山西省为例, 随着“全面气化山西”工作的深入推进, 管道天然气已经能够基本满足重点城市、主要工业用户和交通要道的用气需要, 但对于偏远农村和加气站尚未建设的公路, LNG还是其主要气源。由于LNG特殊的物理性质, 其储运的安全性也越来越被人们所重视。本文从技术及管理两个方面, 对LNG的安全储运进行分析。

1 LNG的相关概念

液化天然气 (LNG) 是天然气经过净化, 除去CO2、硫化物、烃类、H2O等杂质后, 在常压下深冷至-162℃时液化而成。其主要成分是CH4 (约占90%~98%) , 另外还有少量的C2H6、C3H6、N2等其它组分。LNG是无色、无味、无毒、无腐蚀性液体, 其体积约为气态体积的1/620。在常压下, LNG的密度约为430kg/m3~470 kg/m3 (因组分不同而略有差异) , 燃点约为650℃, 在空气中的爆炸极限为5%~15% (体积分数) 。从物理性质来说, LNG具有低温、易燃爆和相态转变等特性[2]。液化天然气是天然气的储存方式之一。LNG储罐通常为双层金属罐, 与LNG接触的内层材质一般为9Ni钢, 外层材质为碳钢, 中间绝热层为膨胀珍珠岩 (通入低温N2冷却) , 罐底绝热层为泡沫玻璃。

2 LNG的安全隐患

由于LNG特殊的物理性质, 在安全方面不仅要考虑天然气固有的易燃易爆性, 还要考虑其深冷液化后的低温性和相态转变性所带来的安全问题[3]。

a) 燃爆的危险。当天然气在空气中的体积分数到达5%~15%时, 遇明火会发生燃爆。LNG蒸汽遇火燃烧后, 火焰会扩散到O2所及的地方造成火灾。如果空间狭小, LNG蒸汽与空气混合达到爆炸极限时还会发生爆炸而造成更大事故;b) BOG的危险。虽然LNG储存于绝热的储罐中, 但外界传入的热量还是能引起LNG日均0.15%~0.3%的气化, 这就是BOG蒸汽 (Boil Off Gas) [4]。BOG的产生会使储罐内压力、温度升高, 严重时会导致储罐破裂;c) 低温的危险。LNG的低温特性会使金属发生收缩和冷脆, 从而造成设备损坏而发生泄露。虽然天然气的密度比空气低, 但是LNG在泄露初期的蒸气密度高于空气密度, 所以会在地面形成温度很低的“雾团”从而对周边人员造成低温伤害和窒息等安全威胁;d) 翻滚 (漩涡) 现象的危险。通常, 储罐内的LNG长期静止后将形成两个稳定的液相层, 并且下层密度大于上层密度。当外界热量传入罐内时, 两个液相层自发传质和传热并相互结合, 液层表面也开始蒸发, 下层由于吸收了上层的热量, 而处于“过热”状态。当两液相层密度接近时, 可在短时间内产生大量气体, 使罐内压力急剧上升, 这就是翻滚 (漩涡) 现象[5];e) 冷爆炸的危险。LNG泄漏遇水的情况下, 水与LNG之间的热传递速率非常快, LNG将剧烈地沸腾进而喷出水雾导致LNG蒸汽爆炸, 即冷爆炸。

3 安全措施

3.1 技术方面

技术措施是安全生产的重要保障, 配备先进的仪器设备和防护装备能够有效地减少安全生产事故和职业危害。a) 严格遵循有关标准。LNG储运工作必须严格遵循有关标准进行安全设计, 常用的国外标准主要有美国国家标准《液化天然气 (LNG) 生产、储存和装卸标准》、日本部颁标准《一般高压瓦斯保安法则》等, 国内标准主要有《石油化工企业设计防火规范》《城镇燃气设计规范》等;b) 选材。LNG储罐、罐车的内筒必须选用不锈钢材料;c) 静电接地。装卸LNG的罐车应做好接地设施的连接;d) 充满率。LNG储罐、罐车在任何情况下的最大充满率不得大于95%, 额定充满率不得大于90%, 严禁过量充装;e) 保持良好的通风并严禁烟火。LNG的储运环境应保证通风良好, 以防止天然气积聚、降低燃烧的危险。在储存、处理或使用LNG的现场, 严禁烟火;f) 安装分布控制系统。分布控制系统用于显示和控制LNG储运装置的压力、液位流量等数据参数。监控报警信息, 实现数据远程传输。确保安全隐患能够及时排除, 保证工作安全;g) 安装紧急切断系统。紧急切断系统在LNG储运装置发生紧急状况时开启, 用于隔离和切断LNG储运装置或其它设备, 防止事故进一步扩大;h) 安装火灾和泄漏探测报警系统。在天然气储罐附近要设置可燃气体浓度检测报警装置, 当气体浓度达到爆炸下限的20%时 (体积1%) , 即发出声光警报, 以便迅速采取应急措施;i) 做好职业防护。工作人员应穿戴阻燃防静电工作服、高筒靴、防冻手套, 并佩戴护目镜或防护面罩。

3.2 管理方面

经验表明, 规范的管理制度能有效预防安全事故的发生, 具体包括以下几个方面。

a) 规范人员岗位。不同的工作岗位要做到专人专岗并制定相应的操作规程。管理人员、技术人员都要经过严格的安全培训, 经考核合格后持证上岗;b) 定期检查与保养维护同步进行。对LNG储运设备应进行定期检查, 检查内容要全面具体, 检查工作要实时记录。根据检查结果制定相应的维护保养方案并及时执行、排除隐患;c) 加大安全检查力度。对安全工作应做到定期检查和突击检查相结合。对发现的安全问题及时纠正, 对安全工作失职人员或部门严肃处罚, 对安全工作先进个人或集体表彰奖励。做到“认真检查、及时整改、奖罚分明、不留隐患”;d) 成立突发事故应急领导小组。针对LNG的事故特点, 成立应急小组、制定应急方案、加强日常演练。做到事故发生时, 能以最快速度发挥最大效能、有序实施救援工作, 达到尽快控制事故发展、降低事故危害、减少事故损失的目的。

4 结语

目前, LNG市场在中国处于蓬勃发展阶段, LNG的储运安全不仅是该产业健康发展的前提和保证, 更是对广大人民群众生命安全负责的大事。针对LNG的特点及储运中的技术和管理问题做了分析、研究并提出相应的安全措施, 希望能对LNG的安全储运有所帮助。

摘要：针对LNG特殊的物理性质, 分析LNG在储运过程中潜在的安全隐患并从技术及管理两个方面提出相应的安全措施, 提高LNG储运的安全性。

关键词：LNG,储运,安全

参考文献

[1]刘金良.液化天然气储运的安全技术及管理[J].河南化工, 2010, 27 (10) :6-9.

[2]贺宇, 杨梅.液化天然气的应用和国际贸易[J].天然气与石油, 2005, 23 (2) :1-5.

[3]顾安忠.液化天然气技术[M].北京:机械工业出版社, 2003.

[4]熊光德, 毛云龙.LNG的储存和运输[J].天然气与石油, 2005, 23 (2) :17-20.

LNG储站安全间距 篇2

级

别

LNG储罐

一级站

二级站

三级站

重要公共建筑物

明火或散发火花地点

民用建筑物保护类别

一类保护物

二类保护物

2三类保护物

其它甲、乙类物品生产厂房、库房和甲、乙类液体储罐

其它类物品生产厂房、库房和丙类液体储罐以及容积不大于50m3的埋地甲、乙类液体储罐

室外变配电站

铁路

电缆沟、暖气管沟、下水道

城市道路

快速路、主干路

1次干路、支路

架空通信线

国家一、二级

1.5倍杆高

1.5倍杆高

1.5倍杆高

一般

1.5倍杆高

1倍杆高

1倍杆高

架空电力线路

电压>380V

1.5倍杆高

1.5倍杆高

电压≤380V

1倍杆高

注：1 LNG储罐与站外建筑面积不超过200m2的独立民用建筑物，其防火距离可按本表的三类保护物减少20%，但不应小于三级站的规定。LNG储罐与站外小于或等于1000KV•A预装变压器、杆装变压器 的防火距离，可按本表室外变配电站的防火距离减少20%。LNG储罐与郊区公路的防火距离按城市道路确定，高速公路、Ⅰ级 和Ⅱ级公路按城市快速路、主干路确定，Ⅲ级和Ⅳ级公路按照城市次干路、支路确定。当执行本表有困难时，经相关部门审批后采取行之有效的措施，可适当减少

LNG安全储运 篇3

1 液化天然气的主要特性

天然气的主要成分为CH4, CH4是一种可压缩且易燃的气体, 具有无毒无腐蚀相对密度较小等特性。CH4常温常压下沸点-1 6 2℃, 其在液态的形式下的相对密度为0.43~0.48, 气液体积比625∶1, 空气中的爆炸极限为5%~15%。天然气中除了CH4外, 还存在少量的乙烷、丙烷和N2等。根据欧洲标准, 液态天然气中CH4的含量应高于75%且氮含量少于5%。

1.1 易燃性

液态天然气同样具有易燃的特性, 其在约-160℃的低温环境下, 燃烧体积比为6%~13%, 燃烧速度大约在0.3m/s。因此, 在空间较大的环境下, 液态天然气以及其BOG很少会发生燃烧而爆炸。在遇到火源后, 天然气会处于低速燃烧的状态, 且燃烧会扩散到氧气所及的地方。但若周围空间有限, 天然气与周围空气混合达到爆炸极限时, 也会发生爆炸事故。

1.2 低温性

液化天然气可以实现常压低温存储, 常压下其沸点约为-162℃, 正是液化天然气的这个低温特性, 使得其在存储、运输、使用均是在低温下进行的。另外, 针对这一特性, 要特别注意在对液化天然气进行低温处理时, 首先要注意系统在这一环境下其设备和管道材料的低温性能, 避免低温造成材料的硬脆断裂和收缩等问题;其次, 要注意低温环境下产生的翻腾问题 (同一个储气罐中, 不同成分的超低温液体在吸热蒸发作用下, 两个液层之间传质传热, 从而发生上下剧烈对流混合, 短时间内急剧产生大量蒸汽, 造成罐内压力急剧增加, 罐体受损) ;最后要注意系统的冷温控制、BOG处理以及低温泄露 (针对金属罐体出现的热胀冷缩, 在超低温的环境下, 罐体的一些金属部件由于出现冷缩问题。

1.3 快相变性

液化天然气由于其低温特性, 在与周围介质如水接触时, 难免会出现快速的相态转变。当两种温度相差十分悬殊的液体接触时 (通常情况下高温的液体是低温液体沸点温度的111倍以上) , 低温液体表面层温度急速上升, 高温液体在极短的时间内产生大量蒸汽, 就像水落在烧红的铁块上的状况。当液化天然气发生泄漏与水发生接触时, 就会出现这种现象。液化天然气流进水中, 产生强烈的对流传热, 当周围空间有限, 这种快速的相态转变会产生严重的爆炸事故。

2 液化天然气的常见储运方式

由于天然气的低温特性, 给其储藏以及运输带来了极大的便利。液化天然气的储罐共分为四类:地上罐、半地下罐、地下罐和地下洞穴储罐。液化天然气的运输主要有三种方式:车运、船运和管道运送。

2.1 液化天然气储罐

(1) 地上罐最常见的为双层金属罐, 即外层为碳钢外壳, 内层为含镍9%的钢板, 内外环形设计, 充填氮气的珍珠岩绝热层。

(2) 半地下罐指介于地上和地下之间的储罐。这类储罐不需要在周围建护堤, 同时兼具地上和地下储罐的优点。部分半地下罐采用内罐为含镍9%的钢板, 外罐混凝土的建造方式。

(3) 地下罐通常采用先进的内部深挖以及泥土提升系统。通常采用高强度的混凝土填筑, 钢顶为预制好的且内壁用不锈钢板。

(4) 地下洞穴储罐指将液化天然气存储在岩石之中的地下洞穴内。

2.2 液化天然气运输

(1) 液化天然气的槽车运输。槽车运输意义重大, 它是连接天然气液化工厂生产与使用的枢纽。对于运量不大、距离较近的液化天然气输送, 一般采用槽车运输的方式。随着我国铁路网铺设的逐渐健全, 铁路槽车运输将更优于公路运输。

(2) 液化天然气的船舶运输。一直以来, 在液化天然气贸易中, 游轮的远洋运输为液化天然气的主要运输方式。其具有运量大、安全系数高、可操控性强等一系列优点, 尤其近半个世纪来, 造船工艺的进步以及国际航线准确规划, 使得液化天然气的远洋运输成本大幅下降, 运输能力大幅提高。

(3) 液化天然气的管道输送。由于管道低温技术以及经济、环境的差异性等原因, 世界上3/4的天然气仍然采用常态的管道运输方式。随着经济的发展, 科技的进步, 相信在不久的将来, 长距离液态天然气的管道输送终将面世。

3 液化天然气储运中的安全技术及管理措施

液态天然气的储运过程中, 安全性最重要。针对这一要求, 建议从储罐类型、材料以及布局的选择, 罐内蒸汽压力的控制, 储罐内安全配件的设置等方面一一重点考虑安排, 不断改进完善, 将液化天然气储运事故率降到最低。

3.1 液化天然气储运设施材料选择。

针对液化天然气的-162℃的超低温, 必须保证其储运材料的耐超低温性能, 且要保证在极低的温度下, 不能失去韧性以及低温缩胀问题。据了解, 目前国外对与液化天然气直接接触的内槽或内壁主要采用镍钢, 储罐材料为36%的镍钢材料。

3.2 液态天然气储运设施设计

(1) 隔热处理。就热方式来划分, 目前共分为:高真空隔热、普通堆积隔热、真空多空隔热、有间隔物的高真空多层隔热和无间隔物高真空多层隔热五类。目前低温储槽主要采用真空粉末隔热, 部分槽车中也有使用高真空多层隔热的方式。

(2) 安全控制设施。虽然对储罐的材料以及隔热等方面做了众多的可行性设计, 但是液化天然气每天仍然会有0.15%~0.3%的蒸发量, 这就会升高储槽内的压力值, 产生了安全隐患。因此, 为了保证存储的安全, 可采用再液化装置来将蒸发的天然气再液化以保证储罐内的压力值趋于正常。同时, 储罐内还要设计添加温度、压力、液位计测量以及报警灯装置, 以提高安全系数。

摘要：本文概述了液化天然气的主要特性以及国际上主要的储运方式, 针对液化天然气在储运中的安全问题进行了技术性讨论, 并提出了一系列安全技术的管理措施来降低其储运过程中的事故率。

关键词：液化天然气,储运,安全,权利

参考文献

[1]奚翔光, 张秋微, 沈海滨.天然气[J].世界环境, 2012, (01) [1]奚翔光, 张秋微, 沈海滨.天然气[J].世界环境, 2012, (01)

[2]液化天然气——中国进口天然气的“天然”选择[J].中国远洋航务, 2012, (01) [2]液化天然气——中国进口天然气的“天然”选择[J].中国远洋航务, 2012, (01)