加氣站儲(chǔ)罐安全風(fēng)險(xiǎn)

1、LNG；儲(chǔ)罐；安全風(fēng)險(xiǎn)；對(duì)策一、 LNG 加氣站儲(chǔ)罐安全風(fēng)險(xiǎn)分析1、LNG 自身安全風(fēng)險(xiǎn)（ 1）火災(zāi)、爆炸特性LNG 是以甲烷為主的液態(tài)混合物，約為-162 攝氏度。當(dāng)天然氣與空氣混合達(dá)到一定體積分?jǐn)?shù)時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆炸。注：天然氣火災(zāi)危險(xiǎn)性類別按照建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范劃為甲類。（ 2）低溫特性LNG 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下儲(chǔ)存溫度很低，開始泄露就會(huì)吸收地面和周圍空氣中的熱量迅速氣化。過一段時(shí)間，地面被凍結(jié)。在無對(duì)流的情況下，周圍的空氣溫度會(huì)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(hù)堤攔蓄的情況會(huì)發(fā)生。泄漏后的冷蒸氣云或者來不及氣化的液體都會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生低溫灼燒、凍傷等危害。（ 3）窒息雖然本身沒

2、有毒性（長(zhǎng)期接觸天然氣可出現(xiàn)神經(jīng)衰弱綜合癥），但是在封閉的區(qū)域內(nèi)因?yàn)槿狈νL(fēng)LNG 可以導(dǎo)致窒息。因?yàn)榧儍舻奶烊粴鉄o色、無味、無嗅，如果沒有良好的通風(fēng)環(huán)境，天然氣將會(huì)占據(jù)空氣中的氧氣的空間，使在這個(gè)空間中的生物缺氧，從而引發(fā)人員窒息事故。2、LNG 加氣站儲(chǔ)罐的安全風(fēng)險(xiǎn)（ 1） LNG 儲(chǔ)罐因漏熱或絕熱破壞產(chǎn)生的危險(xiǎn)真空破壞，絕熱性能下降，從而使低溫儲(chǔ)存的LNG 因受熱而氣化，儲(chǔ)罐內(nèi)壓力劇增，儲(chǔ)罐破裂導(dǎo)致大量LNG 泄漏。其次可能發(fā)生的危險(xiǎn)性是儲(chǔ)罐進(jìn)去液管道或者內(nèi)罐泄漏，如果內(nèi)罐泄漏，防爆蓋就會(huì)打開，從而降低內(nèi)外的壓力，不會(huì)引發(fā)儲(chǔ)罐爆裂。采取的預(yù)防措施是在儲(chǔ)罐頂部安裝安全放散閥，當(dāng)儲(chǔ)罐壓力升高

3、到一定值，采用手動(dòng)把壓力降低，即使因?yàn)楣ぷ魇韬鐾浥艍?，安全放散閥也會(huì)自動(dòng)開啟，通過集中放散管釋放壓力。（ 2） LNG 泵、增壓器密封失效產(chǎn)生泄漏LNG 泵和增壓器，在正常運(yùn)行時(shí)，兩設(shè)施與LNG 儲(chǔ)罐之間閥門開啟而相通，泵的進(jìn)出口有可能因密封失效產(chǎn)生泄漏，增壓器的進(jìn)口是LNG 儲(chǔ)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(chǎn)生泄漏，但在關(guān)閉了儲(chǔ)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(guān)閉儲(chǔ)罐閥門或LNG 槽車液相閥門來處理，一般泄漏量微小。（ 3）工藝液相管道的危險(xiǎn)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

4、，但當(dāng)真空度破壞或絕熱性能下降時(shí)，液相管道壓力劇增，此時(shí)安全閥自動(dòng)開啟，可以降低管道內(nèi)的壓力。2）液擊現(xiàn)象與管道振動(dòng)在 LNG 的輸送管道中，由于加注車輛的隨機(jī)性，裝置反復(fù)開停，液相管道內(nèi)的液體流速發(fā)生突然變化，有時(shí)是十分激烈的變化，液體流速的變化使液體的動(dòng)量改變，反映在管道內(nèi)的壓強(qiáng)迅速上升或下降，同時(shí)伴有液體錘擊的聲音，這種現(xiàn)象叫做液擊現(xiàn)象（或稱水錘或水擊），液擊造成管道內(nèi)壓力的變化有時(shí)是很大的，突然升壓嚴(yán)重時(shí)可使管道爆裂，迅速降壓形成的管內(nèi)負(fù)壓處可能使管子失穩(wěn)，導(dǎo)致管道振動(dòng)。3）管道中的兩相流與管道振動(dòng)在 LNG 的液相管道中，管內(nèi)液體在流動(dòng)的同時(shí)，由于吸熱、磨擦及泵內(nèi)加壓等原因，勢(shì)必有部

5、分液體要?dú)饣癁闅怏w（盡管氣體的量很?。?，液體同時(shí)因受熱而體積膨脹，這種有相變的兩相流因流體的體積發(fā)生突然的變化，流體的流型和流動(dòng)狀態(tài)也受到擾動(dòng)，管子內(nèi)的壓力可能增大，這種情況可能激發(fā)管道振動(dòng)。4）管道中蒸發(fā)氣體可能造成“間歇泉 ”現(xiàn)象與 LNG 儲(chǔ)罐連接的液相管道中的液體可能受熱而產(chǎn)生蒸發(fā)氣體，當(dāng)氣體量小時(shí)壓力較小，不能及時(shí)的上升到液面，當(dāng)隨著受熱不斷增加，蒸發(fā)氣體增大時(shí)，氣體壓力增大克服儲(chǔ)罐中的靜壓（即液柱和頂部蒸發(fā)氣體壓力之和）時(shí)，氣體會(huì)突然噴發(fā)，這種現(xiàn)象使儲(chǔ)罐內(nèi)壓力急劇上升，致使安全閥開啟而放散。通過在儲(chǔ)氣瓶進(jìn)氣口設(shè)置壓力變送器、潛液泵與緊急切斷閥進(jìn)行聯(lián)鎖，當(dāng)儲(chǔ)氣瓶超壓時(shí)自動(dòng)切斷進(jìn)氣口

6、并停止泵的運(yùn)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(shè)備。工作壓力高達(dá)25MPa，可能因?yàn)槊芊馐Щ虺瑝盒孤┒a(chǎn)生危險(xiǎn)。LNG 高壓柱塞泵后置有壓力變送器，當(dāng)壓力超過工藝設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)切斷泵的運(yùn)行；空溫式氣化器后設(shè)置有溫度傳感器，當(dāng)出口溫度達(dá)不到設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)切換運(yùn)行另一組氣化器以達(dá)到工藝需求。（ 5） LNG 加氣機(jī)泄露LNG 加氣機(jī)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(guān)閉了儲(chǔ)罐出液口、儲(chǔ)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(dòng)加氣卸

7、氣接口為軟管連接。軟管為高分子材料容易老化，工作時(shí)由于劇烈振動(dòng)容易爆裂，接口處因經(jīng)常磨損可能有時(shí)密封不嚴(yán)。3、生產(chǎn)運(yùn)行中的危險(xiǎn)性（ 1）儲(chǔ)罐液位超限LNG 儲(chǔ)罐在在生產(chǎn)過程中可能會(huì)發(fā)生液位超限事件，會(huì)導(dǎo)致多余液體從溢滿及氣相閥流出來，系統(tǒng)設(shè)有儲(chǔ)罐的液位檢測(cè)傳遞及報(bào)警系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)與儲(chǔ)罐進(jìn)出液氣動(dòng)閥進(jìn)行聯(lián)鎖。避免因液位超限而產(chǎn)生的一些危害。（ 2） LNG 設(shè)施的預(yù)冷LNG 儲(chǔ)罐在投料前需要預(yù)冷，生產(chǎn)過程中每次開車前需要對(duì)工藝管道進(jìn)行預(yù)冷，如未進(jìn)行預(yù)冷或者預(yù)冷速度過快，可能會(huì)導(dǎo)致工藝管道連接部位發(fā)生脆性斷裂和冷收縮，從而引發(fā)泄露事故。造成工作人員冷灼傷或火災(zāi)爆炸事故。（ 3） BOG 氣體LN

8、G 儲(chǔ)罐或液相工藝管道，由于漏熱而自然蒸發(fā)一定量的氣體（一般情況下，為每晝夜2 的蒸發(fā)量），這些氣體稱為BOG 氣體。這部分蒸發(fā)了的氣體如果不及時(shí)排出。將造成儲(chǔ)罐壓力升高，可設(shè)置降壓調(diào)節(jié)閥。根據(jù)壓力自動(dòng)排除產(chǎn)生的BOG 以維持儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力在安全許可范圍內(nèi)。4、其他因素的安全風(fēng)險(xiǎn)（ 1）電氣火花：在配電間、營業(yè)室、辦公室等非防爆場(chǎng)所安裝的電氣設(shè)備都是非防爆的，在使用過程中，可能會(huì)產(chǎn)生電氣火花，一旦達(dá)到爆炸極限范圍的爆炸性氣體混合物，會(huì)引起火災(zāi)事故。（ 2）違章作業(yè)：在加氣站內(nèi)違章吸煙；卸車作業(yè)時(shí)無人監(jiān)護(hù)，或監(jiān)護(hù)人擅自離開崗位；無關(guān)人員擅自進(jìn)入警戒區(qū)域，在警戒區(qū)域內(nèi)使用手機(jī)等通訊工具；雷雨天進(jìn)行卸

9、車作業(yè)等，都會(huì)引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。（ 3）中毒：天然氣對(duì)人體基本無毒，但濃度過高時(shí)，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(jìn)站加氣，若站內(nèi)路況、車況，駕駛?cè)藛T素質(zhì)等方面存在缺陷，可引發(fā)車輛傷害事故。（ 5）機(jī)械傷害：在日常作業(yè)、設(shè)備檢修過程中不慎受到機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)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(zāi)害的危險(xiǎn)性自然災(zāi)害是指風(fēng)荷載和雪荷載可能破壞設(shè)備的穩(wěn)定性；地震荷載造成儲(chǔ)罐基礎(chǔ)坍塌；雷電直擊時(shí)強(qiáng)大的電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)可能使儲(chǔ)罐變形受損，雷電感應(yīng)可能產(chǎn)生電火花，雷電電磁脈沖可造成信息系統(tǒng)失靈。二、防治對(duì)策1、總平面布置1.1 儲(chǔ)罐布置LNG 儲(chǔ)

10、罐以外的熱源會(huì)對(duì) LNG 儲(chǔ)罐產(chǎn)生熱作用。因此， LNG 儲(chǔ)罐的布置須符合 LNG 安全防火的要求。一般根據(jù)儲(chǔ)罐的體積合理確定安全間距。美國防火協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)NFPA59A 中規(guī)定了儲(chǔ)罐圍堰墻與站區(qū)建筑的最小水平凈距、LNG 儲(chǔ)罐之間的最小凈距。GB/T203682006液化天然氣（LNG）生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)中也給出了相同的數(shù)據(jù)要求。按照其具體要求安置儲(chǔ)罐可以減低安全隱患。附表格1.2 儲(chǔ)罐圍堰單容罐的結(jié)構(gòu)特性需設(shè)置圍堰，其作用是用來容納一旦內(nèi)罐發(fā)生泄漏而流出的液體，阻止泄漏范圍的擴(kuò)大。圍堰距單容罐內(nèi)罐的距離要大于或等于儲(chǔ)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(dāng)量壓頭的值之和。即在儲(chǔ)罐發(fā)生

11、泄漏的時(shí)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 圍堰的強(qiáng)度能承受攔蓄的LNG 全部靜水壓頭。 圍堰材料能承受溫度驟冷所產(chǎn)生的影響。 圍堰能承受預(yù)計(jì)到的火災(zāi)和自然力的影響。 選用熱導(dǎo)率較小的材料來建造圍堰及罐區(qū)場(chǎng)平。一般圍堰采用鋼筋混凝土材料建造。1.3 儲(chǔ)罐基礎(chǔ)大型立式平底圓筒形儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)有高架式和落地式兩種。高架式基礎(chǔ)為儲(chǔ)罐支撐于伸出地面的樁基承臺(tái)上，內(nèi)罐底設(shè)置隔熱層，以便阻止接觸冷態(tài)介質(zhì)的內(nèi)罐的冷能向基礎(chǔ)傳遞，從而避免由于基礎(chǔ)接受冷能后發(fā)生冷凍膨脹，對(duì)儲(chǔ)罐底板產(chǎn)生破壞作用力，影響儲(chǔ)罐的安全儲(chǔ)存。落地式儲(chǔ)罐基礎(chǔ)的底部用珍珠巖混凝土與絕熱層結(jié)構(gòu)組合構(gòu)成，

12、基礎(chǔ)中間預(yù)埋加熱管，在管中通入熱風(fēng)或熱水或在罐基礎(chǔ)上預(yù)設(shè)電加熱器。在儲(chǔ)罐運(yùn)行期間，保持熱風(fēng)熱水或電加熱裝置持續(xù)工作，以防止土壤凍脹鼓起損壞儲(chǔ)罐。前者的安全性要高一些，后者的加熱系統(tǒng)的隔熱環(huán)節(jié)需要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，以便阻斷加熱系統(tǒng)向儲(chǔ)罐漏熱，而使得內(nèi)罐的冷態(tài)低溫介質(zhì)氣化，防止出現(xiàn)安全事故。目前，大型立式平底型圓筒儲(chǔ)罐多采用高架式的混凝土樁基基礎(chǔ)?；A(chǔ)承臺(tái)由柱樁支撐，可保證空氣流通暢通。內(nèi)罐底部與外罐底部之間設(shè)置隔熱層，使用玻璃磚及珠光砂混凝土等導(dǎo)熱系數(shù)小的材料作為支撐層，隔斷內(nèi)罐冷能，即接觸LNG 的材料為 -162，而到混凝土承臺(tái)可以降到常溫。中小型LNG 儲(chǔ)罐多采用柱腿支撐，支撐構(gòu)件作為此類儲(chǔ)罐

13、漏熱的一個(gè)主要部分，在儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)時(shí)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(dǎo)熱系數(shù)又具有強(qiáng)度的材料做中間材料，切斷內(nèi)罐和外界的冷熱傳遞。2、電氣設(shè)計(jì)a） 站內(nèi)控制室及有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，均設(shè)置正常照明和應(yīng)急照明。在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所，所有電氣設(shè)備及照明燈具均選用隔爆型；防爆等級(jí)不低于ExdBT4，防護(hù)等級(jí)室內(nèi)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(shè)或電線穿鍍鋅鋼管明裝敷設(shè)；b） 站內(nèi)配電系統(tǒng)采用TN-S 接地方式，配電系統(tǒng)采用接地保護(hù)；站內(nèi)金屬設(shè)備、各工藝管線均考慮防雷和防靜電接地；站區(qū)內(nèi)的所有電氣設(shè)備做保護(hù)接地，接地電阻均不大于4。3、建筑設(shè)計(jì)（ 1）耐火等級(jí)建（

14、構(gòu)）筑物的耐火等級(jí)為2 級(jí)、耐火時(shí)限 2 小時(shí)，所有混凝土及鋼構(gòu)架、管架、支座、螺栓施工完畢后應(yīng)涂覆耐火層。（ 2）耐低溫設(shè)計(jì)站內(nèi)工藝設(shè)施的基礎(chǔ)，如儲(chǔ)罐、低溫泵、加氣機(jī)基礎(chǔ)及防護(hù)堤應(yīng)采用抗凍性能好的混凝土，儲(chǔ)罐鋼支座應(yīng)作耐低溫處理。（ 3）抗震設(shè)計(jì) 按照工程所在地抗震設(shè)防要求設(shè)計(jì)。 考慮水平和垂直加速度引起的動(dòng)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(qū)及操作平臺(tái)均設(shè)置兩個(gè)安全疏散口。4、加氣站基本要求進(jìn)站須知進(jìn)站人員必須遵守站內(nèi)各項(xiàng)管理制度。進(jìn)入站區(qū)的人員、車輛必須接受安全檢查。進(jìn)站人員嚴(yán)禁攜帶各類危險(xiǎn)品（如：火種、易燃易爆物品等）。進(jìn)入加注站生產(chǎn)區(qū)禁止使用各種通訊設(shè)備。參觀人員進(jìn)站，須有專人陪同，未經(jīng)許可，不得隨意在站內(nèi)走動(dòng)或動(dòng)用站內(nèi)任何設(shè)施。未經(jīng)許可，站內(nèi)禁止拍照和錄像。進(jìn)站車輛應(yīng)低速慢行，并?？吭谥付ㄎ恢茫乖谡緝?nèi)進(jìn)行車輛維修等與加注作業(yè)無關(guān)的活動(dòng)。來訪車輛進(jìn)站必須進(jìn)行登記，按指定位置停放，出站時(shí)要主動(dòng)接受檢查，經(jīng)檢查后方可出站。發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)工作人員反映，不得擅自進(jìn)行處理?？偨Y(jié)LNG 加氣站是天然氣汽車的重要發(fā)展