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文檔簡介

1、LNG;儲罐;安全風險;對策 一、LNG加氣站儲罐安全風險分析 1、LNG自身安全風險 (1)火災、爆炸特性 LNG是以甲烷為主的液態混合物,約為-162攝氏度。當天然氣與空氣混合達到一定體積分數時,就會發生爆炸。 注:天然氣火災危險性類別按照建筑設計防火規范劃為甲類。 (2)低溫特性 LNG在標準大氣壓下儲存溫度很低,開始泄露就會吸收地面和周圍空氣中的熱量迅速氣化。過一段時間,地面被凍結。在無對流的情況下,周圍的空氣溫度會迅速下降。減慢了氣化速度,甚至部分液體來不及氣化而被防護堤攔蓄的情況會發生。泄漏后的冷蒸氣云或者來不及

2、氣化的液體都會對人體產生低溫灼燒、凍傷等危害。 (3)窒息 雖然本身沒有毒性(長期接觸天然氣可出現神經衰弱綜合癥),但是在封閉的區域內因為缺乏通風LNG可以導致窒息。因為純凈的天然氣無色、無味、無嗅,如果沒有良好的通風環境,天然氣將會占據空氣中的氧氣的空間,使在這個空間中的生物缺氧,從而引發人員窒息事故。 2、LNG加氣站儲罐的安全風險 (1)LNG儲罐因漏熱或絕熱破壞產生的危險 真空破壞,絕熱性能下降,從而使低溫儲存的LNG因受熱而氣化,儲罐內壓力劇增,儲罐破裂導致大量LNG泄漏。其次可能發生的危險性是儲罐進去液管道或者內罐泄漏,如果內罐泄漏

3、,防爆蓋就會打開,從而降低內外的壓力,不會引發儲罐爆裂。采取的預防措施是在儲罐頂部安裝安全放散閥,當儲罐壓力升高到一定值,采用手動把壓力降低,即使因為工作疏忽忘記排壓,安全放散閥也會自動開啟,通過集中放散管釋放壓力。 (2)LNG泵、增壓器密封失效產生泄漏 LNG泵和增壓器,在正常運行時,兩設施與LNG儲罐之間閥門開啟而相通,泵的進出口有可能因密封失效產生泄漏,增壓器的進口是LNG儲罐或LNG槽車的液相出口,出口是氣體,同樣因密封失效可能產生泄漏,但在關閉了儲罐或LNG槽車的出液口后,泄漏量很小。LNG潛液泵和增壓氣化器的泄漏可以通過關閉儲罐閥門或LNG槽車液相閥門來處理,

4、一般泄漏量微小。 推薦精選(3)工藝液相管道的危險性 1)保冷失效 LNG液相管道為低溫深冷管道,采用真空管或絕熱材料絕熱,但當真空度破壞或絕熱性能下降時,液相管道壓力劇增,此時安全閥自動開啟,可以降低管道內的壓力。 2)液擊現象與管道振動 在LNG的輸送管道中,由于加注車輛的隨機性,裝置反復開停,液相管道內的液體流速發生突然變化,有時是十分激烈的變化,液體流速的變化使液體的動量改變,反映在管道內的壓強迅速上升或下降,同時伴有液體錘擊的聲音,這種現象叫做液擊現象(或稱水錘或水擊),液擊造成管道內壓力的變化有時是很大的,突然升壓嚴重時可使管道爆裂

5、,迅速降壓形成的管內負壓處可能使管子失穩,導致管道振動。 3)管道中的兩相流與管道振動 在LNG的液相管道中,管內液體在流動的同時,由于吸熱、磨擦及泵內加壓等原因,勢必有部分液體要氣化為氣體(盡管氣體的量很小),液體同時因受熱而體積膨脹,這種有相變的兩相流因流體的體積發生突然的變化,流體的流型和流動狀態也受到擾動,管子內的壓力可能增大,這種情況可能激發管道振動。 4)管道中蒸發氣體可能造成“間歇泉”現象 與LNG儲罐連接的液相管道中的液體可能受熱而產生蒸發氣體,當氣體量小時壓力較小,不能及時的上升到液面,當隨著受熱不斷增加,蒸發氣體增大時,氣體壓力增大克

6、服儲罐中的靜壓(即液柱和頂部蒸發氣體壓力之和)時,氣體會突然噴發,這種現象使儲罐內壓力急劇上升,致使安全閥開啟而放散。通過在儲氣瓶進氣口設置壓力變送器、潛液泵與緊急切斷閥進行聯鎖,當儲氣瓶超壓時自動切斷進氣口并停止泵的運行。 (4)LNG高壓柱塞泵/高壓空溫式氣化器 LNG高壓柱塞泵及高壓空溫式氣化器是L-CNG加氣站的核心設備。工作壓力高達25MPa,可能因為密封失效或超壓泄漏而產生危險。LNG高壓柱塞泵后置有壓力變送器,當壓力超過工藝設定值時,自動切斷泵的運行;空溫式氣化器后設置有溫度傳感器,當出口溫度達不到設定值時,自動切換運行另一組氣化器以達到工藝需求。 

7、推薦精選(5)LNG加氣機泄露 LNG加氣機直接給汽車加氣,其接口為軟管連接,接口處容易漏氣。也可能因接口脫落或者軟管爆裂而泄露,在關閉了儲罐出液口、儲氣瓶出氣口或者泵停止工作后,泄漏量一般很小。 (6)加氣卸氣軟管的老化及振動 加氣卸氣接口為軟管連接。軟管為高分子材料容易老化,工作時由于劇烈振動容易爆裂,接口處因經常磨損可能有時密封不嚴。 3、生產運行中的危險性 (1)儲罐液位超限 LNG儲罐在在生產過程中可能會發生液位超限事件,會導致多余液體從溢滿及氣相閥流出來,系統設有儲罐的液位檢測傳遞及報警系統,并且該系統與儲罐進出液氣動閥進

8、行聯鎖。避免因液位超限而產生的一些危害。 (2)LNG設施的預冷 LNG儲罐在投料前需要預冷,生產過程中每次開車前需要對工藝管道進行預冷,如未進行預冷或者預冷速度過快,可能會導致工藝管道連接部位發生脆性斷裂和冷收縮,從而引發泄露事故。造成工作人員冷灼傷或火災爆炸事故。 (3)BOG氣體 LNG儲罐或液相工藝管道,由于漏熱而自然蒸發一定量的氣體(一般情況下,為每晝夜2的蒸發量),這些氣體稱為BOG氣體。這部分蒸發了的氣體如果不及時排出。將造成儲罐壓力升高,可設置降壓調節閥。根據壓力自動排除產生的BOG以維持儲罐內的壓力在安全許可范圍內。 4、其他因素的安全

9、風險 (1)電氣火花:在配電間、營業室、辦公室等非防爆場所安裝的電氣設備都是非防爆的,在使用過程中,可能會產生電氣火花,一旦達到爆炸極限范圍的爆炸性氣體混合物,會引起火災事故。 (2)違章作業:在加氣站內違章吸煙;卸車作業時無人監護,或監護人擅自離開崗位;無關人員擅自進入警戒區域,在警戒區域內使用手機等通訊工具;雷雨天進行卸車作業等,都會引發火災、爆炸事故。 推薦精選(3)中毒:天然氣對人體基本無毒,但濃度過高時,使空氣中氧含量明顯降低,使人窒息。 (4)車輛傷害:外來車輛進站加氣,若站內路況、車況,駕駛人員素質等方面存在缺陷,可引發車輛傷害事故。

10、60;(5)機械傷害:在日常作業、設備檢修過程中不慎受到機械設備的傳動部件、擠壓部件以及外露突出部件或所使用工具損傷。 (6)自然災害的危險性 自然災害是指風荷載和雪荷載可能破壞設備的穩定性;地震荷載造成儲罐基礎坍塌;雷電直擊時強大的電效應、熱效應和機械效應可能使儲罐變形受損,雷電感應可能產生電火花,雷電電磁脈沖可造成信息系統失靈。 二、防治對策 1、總平面布置 1.1儲罐布置 LNG儲罐以外的熱源會對LNG儲罐產生熱作用。因此,LNG儲罐的布置須符合LNG安全防火的要求。一般根據儲罐的體積合理確定安全間距。美國防火協會標準NFPA5

11、9A中規定了儲罐圍堰墻與站區建筑的最小水平凈距、LNG儲罐之間的最小凈距。GB/T203682006液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運中也給出了相同的數據要求。按照其具體要求安置儲罐可以減低安全隱患。 附表格 1.2儲罐圍堰 單容罐的結構特性需設置圍堰,其作用是用來容納一旦內罐發生泄漏而流出的液體,阻止泄漏范圍的擴大。圍堰距單容罐內罐的距離要大于或等于儲罐最高液位減去圍堰高度之后的尺寸加上液面上蒸汽壓的當量壓頭的值之和。即在儲罐發生泄漏的時候,圍堰有足夠的空間容納泄漏液體。由于圍堰的特殊作用,在設計時應注意以下幾點: 圍堰的強度能承受攔蓄的LNG全部靜水壓頭。圍

12、堰材料能承受溫度驟冷所產生的影響。圍堰能承受預計到的火災和自然力的影響。選用熱導率較小的材料來建造圍堰及罐區場平。一般圍堰采用鋼筋混凝土材料建造。 推薦精選1.3儲罐基礎 大型立式平底圓筒形儲罐的基礎有高架式和落地式兩種。高架式基礎為儲罐支撐于伸出地面的樁基承臺上,內罐底設置隔熱層,以便阻止接觸冷態介質的內罐的冷能向基礎傳遞,從而避免由于基礎接受冷能后發生冷凍膨脹,對儲罐底板產生破壞作用力,影響儲罐的安全儲存。落地式儲罐基礎的底部用珍珠巖混凝土與絕熱層結構組合構成,基礎中間預埋加熱管,在管中通入熱風或熱水或在罐基礎上預設電加熱器。在儲罐運行期間,保持熱風熱水或電加熱裝置持續

13、工作,以防止土壤凍脹鼓起損壞儲罐。前者的安全性要高一些,后者的加熱系統的隔熱環節需要進行特殊設計,以便阻斷加熱系統向儲罐漏熱,而使得內罐的冷態低溫介質氣化,防止出現安全事故。 目前,大型立式平底型圓筒儲罐多采用高架式的混凝土樁基基礎。基礎承臺由柱樁支撐,可保證空氣流通暢通。內罐底部與外罐底部之間設置隔熱層,使用玻璃磚及珠光砂混凝土等導熱系數小的材料作為支撐層,隔斷內罐冷能,即接觸LNG的材料為-162,而到混凝土承臺可以降到常溫。中小型LNG儲罐多采用柱腿支撐,支撐構件作為此類儲罐漏熱的一個主要部分,在儲罐設計時需要考慮支撐的隔熱措施,一般用玻璃鋼或其它具有較小導熱系數又具有強度的材

14、料做中間材料,切斷內罐和外界的冷熱傳遞。 2、電氣設計 a) 站內控制室及有爆炸危險的場所,均設置正常照明和應急照明。在爆炸危險場所,所有電氣設備及照明燈具均選用隔爆型;防爆等級不低于ExdBT4,防護等級室內不低于IP54,室外不低于IP65。配電線路采用鎧裝電纜直接埋地敷設或電線穿鍍鋅鋼管明裝敷設; b) 站內配電系統采用TN-S接地方式,配電系統采用接地保護;站內金屬設備、各工藝管線均考慮防雷和防靜電接地;站區內的所有電氣設備做保護接地,接地電阻均不大于4。 3、建筑設計 (1)耐火等級 推薦精選建(構)筑物的耐火等級為2級、耐

15、火時限2小時,所有混凝土及鋼構架、管架、支座、螺栓施工完畢后應涂覆耐火層。 (2)耐低溫設計 站內工藝設施的基礎,如儲罐、低溫泵、加氣機基礎及防護堤應采用抗凍性能好的混凝土,儲罐鋼支座應作耐低溫處理。 (3)抗震設計 按照工程所在地抗震設防要求設計。 考慮水平和垂直加速度引起的動作用力。 考慮地震力和操作荷載的組合。 (4)安全疏散口 攔蓄區及操作平臺均設置兩個安全疏散口。 4、加氣站基本要求 進站須知 ·進站人員必須遵守站內各項管理制度。 ·進入站區的人

16、員、車輛必須接受安全檢查。 ·進站人員嚴禁攜帶各類危險品(如:火種、易燃易爆物品等)。 ·進入加注站生產區禁止使用各種通訊設備。 ·參觀人員進站,須有專人陪同,未經許可,不得隨意在站內走動或動用站內任何設施。 ·未經許可,站內禁止拍照和錄像。 ·進站車輛應低速慢行,并停靠在指定位置,禁止在站內進行車輛維修等與加注作業無關的活動。 ·來訪車輛進站必須進行登記,按指定位置停放,出站時要主動接受檢查,經檢查后方可出站。 ·發現異常情況及時向現場工作人員反映,不得擅自進行處理。 總結 LNG加氣站是天然氣汽車的重要發展趨勢,當前,

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