論LNG站的安全技術管理
作者：劉新領
來源：山東淄博市煤氣公司
評論： 更新日期：2013年01月11日
1 前言
自從LNG(液化天然氣)制成以來，由于LNG的特殊優(yōu)勢，在世界范圍內獲得了廣泛的應用。上世紀末以來，我國的LNG技術研究及應用發(fā)展較快，隨著中原油田、新疆廣匯LNG生產工廠的建成投用，國內的LNG供氣站已有幾十個，現在廣東、福建LNG接收基地項目正在緊鑼密鼓的實施，為今后我國LNG的較大規(guī)模應用打下堅實的供應基礎。
??? 由于我國目前還沒有相應的LNG技術設計、防火規(guī)范，對LNG某些深層次的技術問題研究不深，LNG站建成后，如何實施有效地管理和控制，保證LNG站的安全運行，成為擺在我們燃氣工作者面前的新課題。本文結合淄博LNG站的管理實例，談談對此問題的看法。
2 實施LNG站安全技術管理的理論依據及基礎
2.1 LNG的固有特性和潛在的危險性
2.1.1 LNG的固有特性
??? LNG的主要成份為CH4，常壓下沸點在-162℃左右，氣液比約為600:1。其液體密度約426kg/m3，此時氣體密度約1.5kg/m3。爆炸極限為5%-15%(體積%)，燃點約450℃等等。LNG項目具有投資少、見效快、供氣方式靈活，冷能利用范圍寬泛等優(yōu)點。
2.1.2 LNG潛在的危險性
??? LNG雖是在低溫狀態(tài)下儲存、氣化，但和管輸天然氣一樣，均為常溫氣態(tài)應用，這就決定了LNG潛在的危險性：
??? (1) 低溫的危險性：人們通常認為天然氣的密度比空氣小，LNG泄漏后可氣化向空氣飄散，較為安全。但事實遠非如此，當LNG泄漏后迅速蒸發(fā)，然后降至某一固定的蒸發(fā)速度。開始蒸發(fā)時其氣體密度大于空氣密度，在地面形成一個流動層，當溫度上升至約-110℃以上時，蒸氣與空氣的混合物在溫度上升過程中形成了密度小于空氣的“云團”。同時，由于LNG泄漏時的溫度很低，其周圍大氣中的水蒸氣被冷凝成“霧團”，然后，LNG再進一步與空氣混合過程完全氣化。LNG的低溫危險性還能使相關設備脆性斷裂和遇冷收縮，從而損壞設備和低溫灼傷操作者。
??? (2) BOG的危險性：雖然LNG存在于絕熱的儲罐中，但外界傳入的能量均能引起LNG的蒸發(fā)，這就是BOG(蒸發(fā)氣體)。故要求LNG儲罐有一個極低的日蒸發(fā)率，要求儲罐本身設有合理的安全系統(tǒng)放空。否則，BOG將大大增加，嚴重者使儲罐內溫度、壓力上升過快，直至儲罐破裂。
(3) 著火的危險性：天然氣在空氣中百分含量在5%-15%(體積%)，遇明火可產生爆燃。因此，必須防止可燃物、點火源、氧化劑(空氣)這三個因素同時存在。
(4) 翻滾的危險性：通常，儲罐內的LNG長期靜止將形成兩個穩(wěn)定的液相層，下層密度大于上層密度。當外界熱量傳入罐內時，兩個液相層自發(fā)傳質和傳熱并相互混合，液層表面也開始蒸發(fā)，下層由于吸收了上層的熱量，而處于“過熱”狀態(tài)。當二液相層密度接近時，可在短時間內產生大量氣體，使罐內壓力急劇上升，這就是翻滾現象。
2.2 LNG站工藝設計的合理性和全面性
2.2.1 LNG站應有合理的工藝流程
目前我國已建成的LNG站規(guī)模不一，供應用戶有民用戶，也有工業(yè)用戶，但采用的幾乎都是日本的工藝流程，見圖1。
從上述工藝流程圖中可以看出，為保證LNG儲罐中的LNG輸出時保持一定的動力，設置了LNG增壓器(也可以設置LNG低溫泵)。南方地區(qū)如果冬季最低氣溫在10℃以上，可以不設水浴氣化器，直接利用空浴氣化器即可輸出符合要求的天然氣(NG)，建設費用也相應降低。實踐證明，該工藝流程完全符合我國LNG站的運行實際。
2.2.2 LNG站應有完善的運行功能(措施)
??? 本人認為，不論是工業(yè)用LNG站還是民用LNG站，不論是日常供氣還是調峰供氣，不論規(guī)模、容量大小，LNG站都應有以下較完善的使用功能(措施)：卸車功能、儲存功能、LNG儲罐增壓功能、氣化功能、氣化器組相互切換功能、BOG釋放接收功能、緊急情況安全放空功能、異常情況緊急切斷功能、LNG泄漏(溢出)后的處理功能等，還應具有LNG裝車功能，以保證異常情況LNG的導出和生產經營需要。要據實際情況考慮是否設計BOG再液化系統(tǒng)。目前國內有些LNG站運行功能就不完善，這將為今后LNG站的安全技術管理留下隱患。
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