LNG氣化站火災爆炸危險性分析及安全對策

1、LNG氣化站火災爆炸危險性分析及安全對策液化天然氣(簡稱LNG)氣化站主要為非管輸天然氣（簡稱NG）的城市城鎮(zhèn)居民提供生活用氣，也可作為補充氣源或調(diào)峰氣源，一般包括氣站一座、相應的輸配管網(wǎng)及配套的公用工程，運行的介質(zhì)為LNG。由于LNG具有易燃易爆、有毒有害危險性，而且罐區(qū)中的冷卻、輸送等設備的使用、維護具有一定的火災、爆炸危險。以下從工程技術(shù)措施和安全管理措施兩個方面，對液化天然氣氣站火災爆炸危險性和安全對策進行探討。一、概述 LNG氣化站的工藝流程如圖1所示（略）：LNG由低溫槽車運來，在卸車臺用槽車自帶的增壓器增壓，在壓差的作用下，通過卸車臺的管道進入低溫儲罐儲存，儲存壓力為0.3MPa

2、（g），溫度為145。低溫儲罐內(nèi)的LNG用自增壓器增壓到0.5MPa（g），自流進入空溫式氣化器，在氣化器中，LNG與空氣換熱，發(fā)生相變轉(zhuǎn)化為氣態(tài)并升高溫度，夏季可達15以上（冬季還必須使用水浴式氣化器），直接經(jīng)過調(diào)壓器調(diào)壓至0.2MPa（g）。由于天然氣是無味的，為了加強安全性，還必須進行加臭，加臭劑選用四氫噻吩，加臭后進入中壓管網(wǎng)，送給各用戶。低溫真空絕熱儲罐的日蒸發(fā)率一般為0.3，這部分氣化了的氣體（簡稱BOG）如不排出，會使儲罐上部氣相空間的壓力升高。為保證儲罐安全，設降壓調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)壓力自動排出罐頂氣體。另外，為回收槽車儲罐中的天然氣，設置了BOG加熱器，用以回收BOG，并入輸氣管

3、網(wǎng)。LNG儲罐裝有高、低液位報警設施，內(nèi)罐高壓力報警，超壓自動排放BOG的調(diào)節(jié)閥以及安全閥，以保證儲罐的安全。在儲罐入、出口的LNG管線上設自動切斷閥，當有緊急情況發(fā)生時會自動關(guān)閉閥門，以保證系統(tǒng)的安全。天然氣出站至輸氣管網(wǎng)的管線上設有自動切斷閥，當管網(wǎng)有緊急情況發(fā)生時，會自動關(guān)閉閥門，以保證系統(tǒng)的安全。當LNG供應出現(xiàn)情況時，采用備用氣源。壓縮天然氣（簡稱CNG）用槽車運至氣化站，即利用該槽車作為容器，經(jīng)卸車臺經(jīng)管線輸送至CNG調(diào)壓站，經(jīng)二級調(diào)壓至0.2MPa（g），計量加臭后并入輸氣管網(wǎng)。二、LNG氣化站火災爆炸危險條件從可燃物、助燃物、點火源三個方面來分析LNG氣化站項目的火災爆炸危險條

4、件。（1）可燃物。LNG是深冷液體，很容易被周圍的空氣加熱成為NG。當LNG大量泄漏時，來不及與周圍空氣進行熱交換，其蒸氣云的密度就會比空氣低，會順著地面流動或向低處蔓延，一旦遇到火源就會燃燒，甚至回燃引起爆炸。導致LNG泄漏的情況主要有以下三種：LNG與某些材料(氟、氯等)接觸后會發(fā)生劇烈的反應，變脆、易碎、冷收縮，使設備損壞后泄漏導致火災；LNG本身沒有太大的腐蝕性，但儲罐由于本身所存在的缺陷（應力腐蝕、晶間腐蝕、縫隙腐蝕等），加上積存雨水，儲罐金屬外殼、管線等與土壤等接觸會產(chǎn)生電解，導致大面積點腐蝕，造成LNG泄漏；生產(chǎn)或儲運裝置的設計施工出現(xiàn)問題，不能滿足正常生產(chǎn)要求或不能及時探測到異

5、常情況的發(fā)生。（2）助燃物。主要助燃物為空氣。液化設備中低溫循環(huán)工作液體的溫度低于空氣液化的溫度，其表面上的空氣會凝縮形成富氧氣氛，形成助燃物。（3）點火源。在有空氣和LNG存在情況下，任何熱源均有可能成為引爆物。這些潛在的熱源和引爆物主要包括以下幾種：明火及火星；靜電火花；防雷電設施或接地損壞、失效可能遭受雷擊，產(chǎn)生雷電火花；電氣線路或電氣設備安裝操作不當、保養(yǎng)不善及接地、接零損壞或失效等，有可能造成漏電。三、LNG氣化站火災爆炸危險性分析1.物質(zhì)危險性分析LNG的主要成分是甲烷，屬易燃易爆氣體，遇明火、高溫極易發(fā)生燃燒和爆炸現(xiàn)象。NG與空氣混合能形成爆炸性混合物，爆炸下限為3.66.5，上

6、限為1317，與氟、氯等能發(fā)生劇烈的化學反應。低溫時的LNG蒸氣比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃。常溫下，NG密度較空氣小，在空氣中可迅速擴散。2.工藝危險性分析（1）原料和產(chǎn)品為可燃物質(zhì)，站內(nèi)大部分區(qū)域為爆炸危險2區(qū)，運行過程中，LNG儲罐等設備損壞將造成NG泄漏，發(fā)生火災爆炸事故。（2）高速轉(zhuǎn)動設備（泵等）的使用可能產(chǎn)生火花，形成點火源，有爆炸的可能。（3）維修人員在維修、檢查工作中若不嚴格按照規(guī)定和操作規(guī)程執(zhí)行，易形成火星等點火源。（4）鍋爐的使用可能造成物理爆炸。（5）原材料及成品運輸主要以車輛運輸為主，若排氣管上沒有帶上防火帽，則可能形成火花，造成火災爆炸。在

7、卸車的時候，在卸車軟管沒有分離的情況下啟動車輛，會拉壞卸車軟管，從而導致LNG泄漏形成可燃物。3.設備危險性分析（1）電氣線路或電氣設備安裝操作不當、保養(yǎng)不善及接地、接零損壞或失效等，會造成漏電，產(chǎn)生電火花引發(fā)爆炸。（2）高壓線斷落造成電火花。（3）防雷電設施或接地損壞、失效，可能遭受雷擊，產(chǎn)生火災、爆炸。（4）電器設備在潮濕的環(huán)境中可引起電化學腐蝕，產(chǎn)生電火花引發(fā)爆炸。四、安全對策 1.工程技術(shù)措施（1）對可燃物的控制措施控制LNG泄漏有兩種方法：被動防護法和主動防護法。a.被動防護法利用高的防火堤控制泄漏和擴散，防火堤內(nèi)還可用矮墻或斜坡再次劃分成小的區(qū)域，這些矮墻、斜坡形成的較深的溝槽，有

8、助于減少LNG蒸發(fā)的表面積。如果防火堤較矮，就需要增加水幕系統(tǒng)，以減少輻射熱對周圍儲罐及設施的影響。b.主動防護高倍數(shù)泡沫系統(tǒng)的使用尤為重要，它的使用有如下兩種情況：蒸氣驅(qū)散：如果泄漏的LNG沒有起火燃燒，用高倍數(shù)泡沫系統(tǒng)有效地向上驅(qū)散泄漏出的氣體，降低地面可燃氣體濃度，減少起火爆炸的危險性。滅火控制：如果泄漏的LNG起火燃燒，就應該用高倍數(shù)泡沫系統(tǒng)進行滅火，防止演變成更大的災難，同時還能降低熱流對周圍建筑的影響。防腐措施a.由于管線鋪設在地下，所以管道內(nèi)外表面的防腐一般使用涂油漆。b.管道連接點、襯板、墊片處容易產(chǎn)生腐蝕，可采用抗縫隙腐蝕的金屬或合金材料，并采用合理的設計方案，如：嚴密的法蘭

9、，適宜的墊片；采用電化學保護，用負電性強的金屬做陽極，與易發(fā)生縫隙的金屬部位構(gòu)成電化學體系；采用緩蝕劑保護。c.罐底外壁按常規(guī)做外防腐涂層外，應采用犧牲陽極或強制電流陰極保護法，可以用儲罐防雷防靜電的接地極。d.罐底內(nèi)壁防腐一般采用涂層防腐，涂層絕對不能使用導靜電防腐涂料。e.罐壁防腐重點是底部水層高度范圍內(nèi)，應對罐底內(nèi)壁1m高采用環(huán)氧基耐鹽水有關(guān)專用絕緣涂料，其他部位可采用油罐的專用導靜電料涂料。設備安全設計a.各裝置均設計成密閉系統(tǒng)，控制操作條件，使被加工的物料和介質(zhì)保持在由設備和管道組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)。b.在裝置的出口總管上應裝緊急切斷閥，當氣化器出現(xiàn)事故，輸出的NG溫度低于要求值時，可緊

10、急關(guān)閉閥門。當輸配管網(wǎng)出現(xiàn)故障或事故時，也可防止NG進入管網(wǎng)。c.液相管道的兩個切斷閥之間應設安全閥，防止管道超壓。氣相總管上應設置緊急安全放空裝置，一旦總管上緊急切斷閥關(guān)閉、氣相管道超壓，可關(guān)閉以保護管道的安全。d.儲罐液相管上應設緊急切斷閥，內(nèi)罐應設置安全閥、放空閥、降壓調(diào)節(jié)閥、升壓調(diào)節(jié)閥、超壓報警、高低液位報警等，外罐設置泄壓設施。e.在儲罐區(qū)、氣化區(qū)應各設一集液池，池邊設高倍數(shù)泡沫發(fā)生裝置，遇到LNG少量泄漏時，可引流到集液池內(nèi)，向池內(nèi)噴高倍數(shù)泡沫覆蓋液面，降低LNG蒸發(fā)速度，使其安全氣化。（2）對點火源的控制措施防明火及火星措施a.嚴格遵守明火作業(yè)的要求，認真執(zhí)行用火制度。在易燃物附

11、近焊接時，應充分做好隔離和防護。在罐內(nèi)作業(yè)時，要進行強制通風，嚴防產(chǎn)生滯留可燃氣體。對動火容器內(nèi)部氣體提前做采樣分析。b.防止產(chǎn)生火星。在油罐周圍應建立禁火區(qū)，嚴禁帶入火種，嚴防鐵器碰撞造成火花。油罐區(qū)內(nèi)嚴禁帶電作業(yè)，采用電器儀表測量罐溫，嚴禁將電器接頭暴露于燃油蒸氣內(nèi)，以免接頭產(chǎn)生火花發(fā)生事故。液位指示器游標與繩接觸部位應用有色金屬制造，嚴格控制油品加熱溫度。防靜電措施a.儲罐的防靜電措施1）采用接地措施，其中防靜電接地電阻不宜大于10，鋼儲罐的防雷接地裝置可兼做防靜電裝置。2）內(nèi)壁各金屬構(gòu)件，如儀表、管道等，必須與罐體等電位接地。3）罐頂取樣平臺上，操作口的兩側(cè)應各設一組接電端子，為取樣繩

12、索、檢尺等工具接地。4）內(nèi)壁使用防腐涂料時，只要涂料的電阻率小于所儲存液體的電阻率，就不會妨礙電荷的逸散。5）在人孔處應設置接地金屬棒，或在已接地的金屬欄桿上留出1m長的裸露金屬面，用以消除人體靜電。6）液體在輸入或者吸出儲罐的過程中，不允許取樣，不允許使用，液體充分靜置一段時間后才可以檢測或者取樣。b.管道的防靜電措施1）采用專用的接地裝置或者利用電器的保護接地，接地的總電阻不超過10。2）法蘭之間的接觸電阻不應大于0.03，當有特殊要求時可加金屬線跨接。3）非導電性材料制成的管道要用纏在管外或者放在管內(nèi)的鋼絲、銅絲、鋁絲進行接地；管道外圍的保溫層、防銹層、防潮層等都要接地。c.人體的防靜電

13、措施工作人員應穿戴防靜電工作服、鞋和手套，不得穿化纖衣物。防雷措施a.對于小型LNG站，可在罐區(qū)裝設兩支避雷針。b.將建筑物內(nèi)的所有金屬（設備、管道、金屬構(gòu)架等）與接地裝置相連。平行敷設的金屬物（管道、構(gòu)架等）相互間的凈間距不大于100mm時，應每隔2030m用金屬線跨接一次。c.引入室內(nèi)的架空金屬管道，在入戶處應和接地裝置相連，對于架空金屬管道，在距建筑物的25m處還應接地一次。電氣安全措施LNG站內(nèi)的1、2區(qū)（爆炸危險區(qū)域）內(nèi)所有的用電設施及控制設備均應采用隔爆型，其防爆等級不應低于I級。供電電源采用單電源供電方式，EPS作為備用電源，電纜使用阻燃電纜，配電間均采用單母線分段運行方式?？刂?/p>

14、室內(nèi)裝設應急照明。2.安全管理措施（1）安全管理氣化站在日常運營的過程中，必須建立健全各級管理、生產(chǎn)、崗位安全生產(chǎn)責任制，單位負責人是該單位安全生產(chǎn)第一責任者，對本單位安全生產(chǎn)全面負責。建立健全各類安全管理規(guī)章制度，應至少建立以下安全管理制度：安全生產(chǎn)責任制、安全技術(shù)操作規(guī)程、防火防爆制度、安全檢查制度、安全教育制度、安全獎懲制度。建立安全衛(wèi)生質(zhì)量保證體系和信息反饋體系。對國家規(guī)定的特種作業(yè)人員必須進行安全技術(shù)培訓，經(jīng)理論和技術(shù)考試合格后，才能持證上崗。（2）安全規(guī)程應制定完善的作業(yè)安全技術(shù)操作規(guī)程，包括正常的開車、停車和運行操作，還應包括緊急停車及異常情況處理的內(nèi)容。規(guī)程中應強調(diào)操作紀律和勞

15、動紀律的遵守。（3）安全教育應強化安全教育，提高全員的安全知識水平，加強安全意識和責任心，沒經(jīng)過專門培訓的人員不得上崗。所有員工必須了解危險物料的物化性質(zhì)，掌握工程項目的防火防爆措施，掌握出現(xiàn)意外事故時的救護方法，能及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全隱患，并作出相應處理。應組織消防訓練，并定期進行演習，使每位員工都能正確使用消防器材，知道在發(fā)生火災爆炸事故時應如何報警和撲救，并能配合專職消防隊員共同滅火。（4）事故應急救援預案LNG氣化站為重大危險源，應當編制事故的緊急措施和應急救援預案，并在實踐中不斷完善。預案的內(nèi)容包括：應急組織機構(gòu)及職責、報警程序及方式（包含內(nèi)部及外部）、應急響應、現(xiàn)場應急處理、相關(guān)部門聯(lián)動協(xié)同作戰(zhàn)、事故救援及人員疏散、應急物