?? 摘要：能源供應(yīng)緊張的現(xiàn)狀，使得我國的LNG進(jìn)口量快速增長，LNG接收終端和港口設(shè)備可能發(fā)生LNG溢出的危險(xiǎn)性及破壞性也備受關(guān)注。為此，介紹了我國LNG進(jìn)口和終端建設(shè)情況，結(jié)合國內(nèi)外LNG 泄漏與擴(kuò)散的試驗(yàn)和模擬，對可能發(fā)生的LNG船舶碰撞危害性、LNG泄露的擴(kuò)散和火災(zāi)危險(xiǎn)性等方面研究進(jìn)行了綜述和分析，并對其中的不確定性問題進(jìn)行了討論，給出了進(jìn)行LNG風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的建議。

　　關(guān)鍵詞：液化天然氣 終端 泄露 擴(kuò)散 風(fēng)險(xiǎn) 評價(jià) 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(shè)LNG 項(xiàng)目[1]，可以預(yù)見，未來數(shù)年內(nèi)，LNG在我國將被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用的各個(gè)領(lǐng)域。LNG接收終端碼頭基本都設(shè)置在工業(yè)發(fā)達(dá)、人口密集的沿海地區(qū)，天然氣需求的不斷增長使LNG運(yùn)輸船舶的數(shù)量、航行往來次數(shù)以及運(yùn)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(xiǎn)性也相應(yīng)增加。自美國“9?ll”事件后，人們對危險(xiǎn)品或可燃貨物的侵襲可能對公眾和財(cái)產(chǎn)安全造成的傷害越來越關(guān)注。因此，從公眾財(cái)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(jìn)行分析，制定并采取確保LNG接收站和LNG運(yùn)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?xì)饣?。如果沒

　　有遇到點(diǎn)火源，則空氣中甲烷的濃度可能會(huì)非常高，從而對船上的船員、應(yīng)急人員或者其他可能暴露于正在膨脹擴(kuò)散的LNG 氣團(tuán)中的人員造成窒息危害。而且超低溫的LNG可能會(huì)對溢出區(qū)域附近的人員和設(shè)備產(chǎn)生威脅。液態(tài)LNG接觸到皮膚會(huì)造成低溫灼傷。同時(shí)低溫LNG可能對于鋼結(jié)構(gòu)和一般船舶的結(jié)構(gòu)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(fù)荷和位置的不同，可以預(yù)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(jìn)行人身安全防護(hù)。以LNG溢出有可能降低運(yùn)輸船舶的結(jié)構(gòu)完整性并損壞其他設(shè)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?jǐn)?shù)，下同)，爆炸上限為13％～17％ ，其火災(zāi)的爆炸危險(xiǎn)性大，火焰溫度高、輻射熱強(qiáng)，最大爆炸壓力0.68 MPa，易形成大面積火災(zāi)。一般來說，氣體的燃燒和爆炸可產(chǎn)生熱負(fù)荷和壓力負(fù)荷。通常用火災(zāi)所造成的熱輻射損害的等級(jí)來建立火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)。對于熱負(fù)荷，美國國家防火協(xié)會(huì)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(nèi)，穿著適當(dāng)工作服的人員緊急操作持續(xù)幾分鐘時(shí)而不造成傷害[2]?；馂?zāi)熱輻射不同損害的等級(jí)顯示在表1中。

表1 熱輻射在通常情況下的損害等級(jí)[4]

　　注：事故熱通量值基于平均暴露時(shí)間為10 min

　　天然氣燃燒通常以較低的速度擴(kuò)展，在正常條件下不會(huì)產(chǎn)生大的超壓。被引燃的蒸氣云將引起蒸氣回?zé)揭绯鲈?，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(dòng)擴(kuò)散時(shí)湍流嚴(yán)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(huì)出現(xiàn)快速加速[3]，從而導(dǎo)致超壓。

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

　　2．船舶碰撞損壞分析

　　目前，對于運(yùn)輸船艙意外損壞引起LNG擴(kuò)散以及溢出擴(kuò)散的危險(xiǎn)性，都僅僅是一般性的推理分析。因?yàn)長NG運(yùn)輸船舶設(shè)計(jì)和目前LNG運(yùn)輸安全管理的結(jié)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(guān)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(jié)構(gòu)[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(shè)計(jì)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(jì)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(yán)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(yù)防系統(tǒng)等。由于LNG船舶中附加了隔離層和三級(jí)保護(hù)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(dāng)大型氣輪的撞擊速度超過5～6節(jié)的時(shí)候，被撞氣輪的內(nèi)艙殼才會(huì)被撞穿。對于游艇一類的小型船只，其動(dòng)能通常不足以穿透雙層船殼氣輪的內(nèi)艙殼。而且雙層船殼的被穿透的時(shí)候，穿透的長度必須達(dá)到3m左右，內(nèi)艙殼上才會(huì)被撞出缺口。