綜合服務(wù)處燃?xì)夤疽夯烊粴獍踩夹g(shù)六、LNG儲(chǔ)存中的安全問(wèn)題

液化天然氣在儲(chǔ)存期間，無(wú)

論隔熱效果如何好，總要產(chǎn)生一定數(shù)

量的蒸發(fā)氣體。儲(chǔ)罐容納這些氣體的數(shù)量

是有限的，當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)的工作壓力達(dá)到允許最

大值時(shí),蒸發(fā)的氣體繼續(xù)增加,會(huì)使儲(chǔ)罐

內(nèi)的壓力上升。LNG儲(chǔ)罐的壓力控制

對(duì)安全儲(chǔ)存有非常重要的意義。涉及

到LNG的安全充注數(shù)量，壓力控制與保

護(hù)系統(tǒng)和儲(chǔ)存的穩(wěn)定性等諸多因素。213儲(chǔ)罐材料液化天然氣儲(chǔ)存安全技術(shù)主要有以下幾方面：LNG充注儲(chǔ)罐的地基材料的物理特性應(yīng)適應(yīng)在低溫條件下工作，如材料在低溫工作狀態(tài)下的抗拉和抗壓等機(jī)械強(qiáng)度、低溫沖擊韌性和熱膨脹系數(shù)等。儲(chǔ)罐的充注管路設(shè)計(jì)應(yīng)考慮在頂部和底部均能充灌，這樣能防止LNG產(chǎn)生分層，或消除已經(jīng)產(chǎn)生的分層現(xiàn)象。應(yīng)能經(jīng)受得起與LNG直接接觸的低溫，在意外情況下萬(wàn)一LNG產(chǎn)生泄漏或溢出，LNG與地基直接接觸，地基應(yīng)不會(huì)損壞。儲(chǔ)罐的隔熱安全保護(hù)系統(tǒng)45隔熱材料必須是不可燃的，并有足夠的牢度，能承受消防水的沖擊力。當(dāng)火蔓延到容器外殼時(shí)，隔熱層不應(yīng)出現(xiàn)熔化或沉降，隔熱效果不應(yīng)迅速下降。儲(chǔ)罐的安全防護(hù)系統(tǒng)必須可靠，能實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐液位、壓力的控制和報(bào)警，必要時(shí)應(yīng)該有多級(jí)保護(hù)。表6LNG儲(chǔ)罐技術(shù)特性序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)數(shù)量1LNG

儲(chǔ)罐材質(zhì)：16MnR/0Cr18Ni9；絕熱形式：真空、膨脹珍珠巖；重量：39832kg；工作介質(zhì)：LNG；水容積：105m3；設(shè)計(jì)壓力：0.94MPa；最高工作壓力：0.8MPa；試驗(yàn)壓力：1.08MPa；設(shè)計(jì)溫度：-196℃/50℃；蒸發(fā)率：2.5-8‰(6-8‰)；容器類(lèi)別：Ⅲ類(lèi)；外形尺寸：Ф3500×17190mm；安全閥開(kāi)啟壓力0.84。

66.1LNG儲(chǔ)罐充注前應(yīng)具備的條件

對(duì)于任何需要充注LNG或其它可燃介質(zhì)的儲(chǔ)罐或管路，如果儲(chǔ)罐或管路中是空氣，不能直接輸入LNG，需要對(duì)儲(chǔ)罐或管路進(jìn)行惰化處理，避免形成天然氣與空氣的混合物。如儲(chǔ)罐包括管路系統(tǒng)在首次充注LNG之前和LNG儲(chǔ)罐在需要進(jìn)行內(nèi)部檢修時(shí)，修理人員進(jìn)去作業(yè)之前，也不能直接將空氣充入充滿(mǎn)天然氣氣氛的儲(chǔ)罐內(nèi)，而是在停止使用以后，先向儲(chǔ)罐內(nèi)充入惰化氣體，然后再充入空氣。操作人員方能進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)進(jìn)行檢修。惰性氣體氮?dú)庖簯B(tài)二氧化碳液態(tài)氮二氧化碳LNG儲(chǔ)罐充注前應(yīng)具備的條件充注LNG之前，還有必要用LNG蒸氣將儲(chǔ)罐中的惰化氣體置換出來(lái)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為純化。用惰性氣體將儲(chǔ)罐內(nèi)和管路系統(tǒng)的空氣或天然氣置換出來(lái)，使罐內(nèi)的氣體中的含氧量達(dá)到安全的要求,然后才能充注可燃介質(zhì),這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為惰化。純化惰化純化的方法用氣化器將LNG氣化并加熱至常溫狀態(tài)，然后送入儲(chǔ)罐，將儲(chǔ)罐中的惰性氣體置換出來(lái)，使儲(chǔ)罐中不存在其它氣體。純化工作完成之后，方可進(jìn)入冷卻降溫和LNG的加注過(guò)程。

為了使惰化效果更好，惰化時(shí)需要考慮惰性氣體密度與儲(chǔ)罐內(nèi)空氣或可燃?xì)怏w的密度，以確定正確的送氣部位。天然氣各組分與空氣的相對(duì)密度見(jiàn)表7。表7天然氣各組分與空氣的相對(duì)密度介質(zhì)

名稱(chēng)相對(duì)分

子質(zhì)量相對(duì)密度（以空氣為基準(zhǔn)）著火溫度/℃燃燒范圍（%）甲烷160.556325～15乙烷301.044723～12.5丙烷441.524922.2～9.5丁烷582.014081.9～8.5

有關(guān)LNG的管路和設(shè)備等也同樣需要進(jìn)行惰化處理，處理方法是一樣的。

低溫液化氣體儲(chǔ)罐必須留有一定的空間，作為介質(zhì)受熱膨脹之用，不得將儲(chǔ)罐充滿(mǎn)。充灌低溫液體的數(shù)量與介質(zhì)特性，與設(shè)計(jì)的工作壓力有關(guān)，LNG儲(chǔ)罐的最大充注量對(duì)安全儲(chǔ)存有著非常密切的關(guān)系?？紤]到液體受熱后的體積將會(huì)膨脹，可能引起液位超高，而液位超高容易引起LNG溢出，因此，必須留有一定的空間。6.2LNG儲(chǔ)罐的最大充裝容量LNG在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)由于儲(chǔ)罐的“環(huán)境漏熱”而緩慢蒸發(fā)，導(dǎo)致儲(chǔ)罐的壓力逐步升高，最終危及儲(chǔ)罐安全。6.4.1LNG儲(chǔ)罐的超壓保護(hù)：

LNG儲(chǔ)

罐超壓保護(hù)安裝自力式減壓調(diào)節(jié)閥壓力報(bào)警手動(dòng)放空安全閥起跳三級(jí)安全保護(hù)6.4.2LNG儲(chǔ)罐的過(guò)量充裝與低液位保護(hù)

LNG的充裝數(shù)量主要通過(guò)罐內(nèi)的液位來(lái)控制。在儲(chǔ)罐上裝設(shè)有測(cè)滿(mǎn)口和差壓式液位計(jì)兩套獨(dú)立液位系統(tǒng)，用于指示和測(cè)量?jī)?chǔ)罐液位。LNG儲(chǔ)罐防過(guò)量充裝裝置有：高液位報(bào)警器（充裝量85%）緊急切斷（充裝量95%）低限報(bào)警（剩余10%LNG）

儲(chǔ)罐高液位（最大罐容）95%是按工作壓力條件下飽和液體的密度設(shè)定的，實(shí)際操作中須針對(duì)不同氣源進(jìn)行核定（下調(diào)）。

LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)部壓力控制是最重要的防護(hù)措施之一，必須控制在允許的震顫力范圍之內(nèi)。罐內(nèi)壓力過(guò)高或過(guò)低（出現(xiàn)負(fù)壓），對(duì)儲(chǔ)罐都是潛在的危險(xiǎn)。影響儲(chǔ)罐壓力的因素很多，諸如熱量進(jìn)入引起液體的蒸發(fā)、充注期間液體的快速閃蒸、大氣壓下降或錯(cuò)誤操作，都可能引起罐內(nèi)壓力上升。另外，如果以非?？斓乃俣葟膬?chǔ)罐向外排液或抽氣，有可能使罐內(nèi)形成負(fù)壓。6.3LNG儲(chǔ)罐的壓力控制

1、儲(chǔ)罐的正常工作壓力由自力式增壓調(diào)節(jié)閥的定壓值（后壓）所限定和控制。儲(chǔ)罐的允許最高工作壓力由設(shè)置在儲(chǔ)罐氣相出口管道上的自力式減壓調(diào)節(jié)值（前后）所限定和自動(dòng)控制。

2、當(dāng)儲(chǔ)罐正常工作壓力低于增壓閥的開(kāi)啟壓力時(shí)，增壓閥開(kāi)啟自動(dòng)增壓；當(dāng)儲(chǔ)罐允許最高工作壓力達(dá)到減壓閥設(shè)定開(kāi)啟值時(shí)，減壓閥自動(dòng)開(kāi)啟卸壓，以保護(hù)儲(chǔ)罐安全。

3、為保證增壓閥和減壓閥工作時(shí)互不干擾，增壓閥的關(guān)閉壓力與減壓閥的開(kāi)啟壓力不能重疊，應(yīng)保證0.05Mpa以上的壓力差。例如，若增壓調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉壓力設(shè)定為0.693Mpa，則減壓調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟壓力為0.76Mpa?？紤]兩閥的實(shí)際制造精度，合適的壓力差應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)安裝閥門(mén)精心調(diào)試確定。

LNG

儲(chǔ)罐壓力控制的方法

6.4液化天然氣儲(chǔ)存中的渦旋現(xiàn)象及渦旋預(yù)防的技術(shù)措施6.4.1渦旋現(xiàn)象

液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中,會(huì)發(fā)生一種被稱(chēng)為“渦旋”的非穩(wěn)性現(xiàn)象。渦旋是由于向已裝有LNG的低溫儲(chǔ)槽中充注新的LNG液體,或由于LNG中的氮優(yōu)先蒸發(fā)而使儲(chǔ)槽內(nèi)的液體發(fā)生分層。分層后的各層液體在儲(chǔ)槽周壁漏熱的加熱下，形成各自獨(dú)立的自然循環(huán)。該循環(huán)使各層液體的密度不斷發(fā)生變化，當(dāng)相鄰兩層液體的密度近似相等時(shí)，兩個(gè)液層就會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈混合，從而引起儲(chǔ)槽內(nèi)過(guò)熱的液化天然氣大量蒸發(fā)引發(fā)事故。6.4.2渦旋預(yù)防的技術(shù)措施

LNG渦旋是由分層引起的，因此防止分層即可預(yù)防渦旋。防止分層的方法：

不同產(chǎn)地、不同氣源的LNG分開(kāi)儲(chǔ)存，可避免因密度差而引起的LNG分層。

12

根據(jù)需儲(chǔ)存的LNG與儲(chǔ)槽內(nèi)原有的LNG密度的差異，選擇正確的充注方法，可有效地防止分層，充注方法的選擇一般應(yīng)遵循以下原則：①密度相近時(shí)一般底部充注;

②將輕質(zhì)LNG充注到重質(zhì)LNG儲(chǔ)槽中時(shí)，宜底部充注;③將重質(zhì)LNG充注到輕質(zhì)LNG儲(chǔ)槽中時(shí)，宜頂中充注。3

使用混合噴嘴和多孔管充注，可使充注的新LNG和原有的LNG充分混分，從而避免分層。6.5間歇泉和水錘現(xiàn)象

LNG充裝管線較長(zhǎng)，管路閥門(mén)處會(huì)有較多的漏冷，管內(nèi)產(chǎn)的BOG需要積聚到一定的壓力升到儲(chǔ)液面，這部分BOG溫度較高，上升時(shí)與液體進(jìn)行熱交換，液體大量閃蒸，使儲(chǔ)罐內(nèi)壓力驟然上升，有可能導(dǎo)至儲(chǔ)罐安全閥開(kāi)啟。在管內(nèi)液體被BOG推向儲(chǔ)罐的同時(shí)，管內(nèi)空間被排空。罐內(nèi)液體會(huì)迅速補(bǔ)充到管內(nèi)，又重新開(kāi)始BOG的積聚過(guò)程，一段時(shí)間后再次形成噴發(fā)，這種間歇時(shí)噴發(fā)成為間歇泉；6.5.1間歇泉6.5.2水錘現(xiàn)象系統(tǒng)被周期性減壓和增壓，則形成液體不斷地排空和充注。管道中有可能產(chǎn)生一種類(lèi)似于水擊現(xiàn)象的LNG液體沖擊波，這稱(chēng)為水錘現(xiàn)象。這種高壓有可能造成管路中的墊圈和閥門(mén)損壞。七、管路和閥門(mén)的安全要求管道系統(tǒng)的材料應(yīng)不僅能夠承受正常運(yùn)行溫度，還應(yīng)能承受可能遇到的緊急狀況的極限溫度。管道系統(tǒng)應(yīng)有良好的統(tǒng)熱或其它措施，防止管道在極端溫度下出現(xiàn)的損壞。在緊急情況下，若管路暴露在燃燒的環(huán)境中，應(yīng)將其與火焰隔離并截?cái)喙軆?nèi)流體流動(dòng)。對(duì)于儲(chǔ)罐的輸液管線、冷箱等部件，損壞后有可能釋放出大量的可燃流體，應(yīng)該有防火材料保護(hù)。管路接頭處一般不采用鋁、銅合金等材料。管道系統(tǒng)不允許使用F型接管、螺旋焊接結(jié)構(gòu)和對(duì)接焊的焊接結(jié)構(gòu)。鑄鐵類(lèi)的管道也不允許使用。與容器連接的管路，如果口徑大于25mm，并有液體經(jīng)過(guò)的妝頭處，應(yīng)當(dāng)裝備至少一個(gè)能自動(dòng)關(guān)閉的閥門(mén)，或能遠(yuǎn)程控制的快速截止閥。用于LNG或低溫流體管路的管架，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意避免產(chǎn)生過(guò)高的熱量傳導(dǎo)，引起結(jié)冰或支架材料的脆裂。管徑小于等于50mm的管路，可以采用螺紋、焊接或法蘭等密封結(jié)構(gòu)。而50mm以上的LNG管路，接頭不能使用壓緊式法蘭或螺紋連接的密封結(jié)構(gòu)?？刹捎煤附拥姆ㄌm接頭，焊接材料的熔點(diǎn)應(yīng)在540℃以上。

工作溫度低于-30℃的管路，其支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少傳熱，避免結(jié)冰。在低溫下工作的波紋形膨脹節(jié)內(nèi)部應(yīng)有絕熱措施，避免在波紋上形成冰。八、裝卸作業(yè)234進(jìn)行LNG裝卸作業(yè)時(shí)，應(yīng)有具有資格認(rèn)證的操作人員始終參與操作。操作說(shuō)明書(shū)不僅應(yīng)標(biāo)明正常的操作方法，也應(yīng)標(biāo)明緊急狀態(tài)的應(yīng)急措施。進(jìn)行LNG輸送時(shí)裝卸區(qū)域應(yīng)杜絕一切火源；應(yīng)有“禁止吸煙”的警示牌。進(jìn)行LNG輸送作業(yè)時(shí)，先對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)的液位進(jìn)行檢查；閥門(mén)也應(yīng)檢查和調(diào)整，開(kāi)始時(shí)啟動(dòng)應(yīng)緩慢。78如果壓力或溫度有異常，應(yīng)立即停止操作，直到查明原因并予以糾正。在輸關(guān)操作過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)密關(guān)注壓力和溫度的變化情況。LNG輸送管道應(yīng)安裝液體和氣體的排放接頭，使輸送管在卸開(kāi)連接之前，排空內(nèi)部的殘液，排放口應(yīng)連通到比較安全的地方。在LNG輸送作業(yè)期間，整個(gè)系統(tǒng)不得進(jìn)行重大的維修槽車(chē)在進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)，周?chē)管?chē)輛通行。輸液管連接到槽車(chē)之前，氣車(chē)應(yīng)用墊塊墊穩(wěn)并剎車(chē)；并按要求設(shè)立警示牌或警示燈；關(guān)閉槽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)只能在槽車(chē)輸送管路斷開(kāi)以后，并且在所有排出的蒸氣都徹底散開(kāi)后才能啟動(dòng)。對(duì)輸送管應(yīng)定期的檢查是否存在損壞或缺陷，一般至少每年檢查一次，檢查壓力為最大工作壓力。九、消防和防護(hù)

為了將可燃介質(zhì)泄漏造成的危害降到最低。應(yīng)設(shè)置有消防安全設(shè)備，以及泄漏和溢出的控制裝置，同時(shí)還包括工廠安全保障的基本措施。所有的LNG設(shè)施均應(yīng)配備消防設(shè)備。

防護(hù)的范圍需要對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析和評(píng)估。評(píng)估包括下列內(nèi)容：(1)可燃介質(zhì)的泄漏檢測(cè)及控制所需要的設(shè)備類(lèi)型、數(shù)量和位置。(2)非工藝性火險(xiǎn)情和電氣產(chǎn)生的火災(zāi)所需要的檢測(cè)和控制設(shè)備類(lèi)型、數(shù)量和位置。(3)保護(hù)設(shè)備和建筑免受火災(zāi)影響的必要方法。(4)消防用水系統(tǒng)。(5)滅火及其它火勢(shì)控制設(shè)施。(6)緊急關(guān)閉系統(tǒng)（ESD）中的設(shè)備和工作過(guò)程。(7)緊急關(guān)閉系統(tǒng)必要的傳感器的類(lèi)型和位置。(8)緊急情況下廠區(qū)人員的職責(zé)，以及外部接應(yīng)人員應(yīng)采取的應(yīng)急措施。(9)執(zhí)行緊急責(zé)任人員所需的保護(hù)裝置和特別訓(xùn)練。不管火災(zāi)是否發(fā)生，都應(yīng)準(zhǔn)備詳細(xì)的事故處理措施，防止?jié)撛诘碾[患發(fā)展成為事故。這些措施包括（但不限于）以下內(nèi)容：①設(shè)備的關(guān)閉或隔離措施，確保切斷可燃流體的流失或盡可能減少流失。②消防設(shè)施的使用。③急救。④工作人員的職責(zé)。操作控制室中應(yīng)常備故障處理手冊(cè)。故障處理手冊(cè)應(yīng)根據(jù)設(shè)備或工序的改變而不斷更新內(nèi)容。所有的工作人員應(yīng)針對(duì)他們?cè)诠收咸幚硎謨?cè)中分工的職責(zé)進(jìn)行培訓(xùn)。負(fù)責(zé)使用消防設(shè)備的或其它應(yīng)急設(shè)備的人員，應(yīng)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，并至少每年訓(xùn)練一次?？扇?xì)怏w引發(fā)的火災(zāi)（包括LNG引起的火災(zāi)），應(yīng)在燃料源切斷后才能撲滅?？刂茀^(qū)內(nèi)禁止吸煙和非工藝性火源。焊接、切割及類(lèi)似的操作只能在特別批準(zhǔn)的時(shí)間和地點(diǎn)進(jìn)行。有潛在火源的車(chē)輛或其它運(yùn)輸工具禁止進(jìn)入圍堰區(qū)，與裝有LNG或可燃液體的儲(chǔ)罐和設(shè)備的距離至少在15m以上。除非經(jīng)過(guò)特別批準(zhǔn)，并有全程保護(hù)監(jiān)視的地區(qū)或用在特殊目的的裝卸貨物的工區(qū)。對(duì)于那些可能發(fā)生的可燃?xì)怏w積集和LNG熒光屏4而引發(fā)火災(zāi)的地區(qū)，應(yīng)進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)控的內(nèi)容主要有低溫和可燃?xì)怏w。應(yīng)有完備的消防用的水系統(tǒng)，提供足夠的水來(lái)保護(hù)暴露的設(shè)備，冷卻儲(chǔ)罐的表面、管道和閥件，并控制火焰向未著火的地方蔓延。LNG設(shè)施內(nèi)和槽車(chē)上的關(guān)鍵位置，應(yīng)有便攜式或輪式滅火器，應(yīng)能撲滅氣體發(fā)生的火災(zāi)。1234LNG儲(chǔ)罐。567以下設(shè)施應(yīng)有外層防護(hù)欄、圍墻等。這些設(shè)施包括：有工藝設(shè)備或控制設(shè)備的建筑?？扇贾评鋭﹥?chǔ)罐?？扇家后w儲(chǔ)其它危險(xiǎn)物的存放區(qū)域室外的工藝設(shè)備區(qū)域。沿岸的