液化天然氣安全基礎(chǔ)知識第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日天然氣的基礎(chǔ)知識天然氣是指動、植物通過生物、化學(xué)作用及地質(zhì)變化作用，在不同地質(zhì)條件下生成、轉(zhuǎn)移，在一定的壓力下儲集，埋藏在深度不同的地層中的優(yōu)質(zhì)可燃?xì)怏w。成分:天然氣主要以甲烷（CH4）為主，同時(shí)含有少量的丙烷（C3H8）和丁烷（C4H10）等烴類氣體，氮、二氧化碳、硫化氫及微量的氫、氦、氬等非烴類氣體。各個(gè)地方的天然氣的形成過程不盡相同，所以成分也不完全一樣。第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日天然氣的來源天然氣在我國分布很廣，我國最早在四川自貢自流井使用天然氣，已具有5000年歷史，是世界上最早發(fā)現(xiàn)和使用天然氣的國家。根據(jù)開采和形成的方式不同，天然氣可分為5種：①純天然氣：從地下開采出來的氣田氣為純天然氣；②石油伴生氣：伴隨石油開采一塊出來的氣體稱為石油伴生氣；③礦井瓦斯：開采煤炭時(shí)采集的礦井氣；④煤層氣：從井下煤層抽出的礦井氣；⑤凝析氣田氣：含石油輕質(zhì)餾分的氣體。第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日液化天然氣性質(zhì)性質(zhì):高純度的天然氣是無色、無味透明液體、無毒、無腐蝕性、易燃、易爆的氣體。密度:一般在426~470kg/m3之間，如果甲烷含量越高則密度越小。液化天然氣的密度還是溫度的函數(shù)，溫度越高密度越小。所以闡述性質(zhì)的時(shí)候主要以甲烷為主。需要準(zhǔn)確的物性參數(shù)需要各液化天然氣生產(chǎn)廠家提供。因此天然氣比空氣輕，易揮發(fā)，不易聚集，安全性能好。注：當(dāng)液化天然氣轉(zhuǎn)化為-107°的蒸汽時(shí)，密度大致與空氣相當(dāng)，。一般外觀由于它的低沸點(diǎn)，當(dāng)觀察時(shí)，液體常常有強(qiáng)烈的沸騰；當(dāng)暴露到大氣中時(shí)，由于空氣中水蒸氣的凝結(jié)，將見到大量的蒸汽云。第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日因?yàn)樘烊粴獾闹饕煞质羌淄椋淄榈呐R界溫度是190.58K(-82.57℃),在常溫下，不能靠加壓將其液化，而是經(jīng)過預(yù)處理，脫除重質(zhì)烴、硫及硫化物、水和二氧化碳等雜質(zhì)后，在常壓下深冷到-162℃，實(shí)現(xiàn)液化。

氣體相對密度沸點(diǎn)（常壓下）液態(tài)密度（沸點(diǎn)下）高熱值（mJ/Nm3）顏色0.58-0.62-162℃430~460g/L41.5～45.3無色透明第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日液化天然氣的安全特性框圖安全特性燃燒特性低溫特性生理影響燃燒極限著火溫度燃燒速度儲存特性蒸發(fā)特性泄漏特性低溫傷害第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日LNG的燃燒特性燃燒極限

天然氣在空氣中達(dá)到燃燒的比例范圍比較窄，其燃燒極限大約是在5％～15％之間，即體積分?jǐn)?shù)低于5％或者高于15％都不會燃燒。由于不同產(chǎn)地的天然氣組分會有所不同，因此其燃燒極限也會有略微的差別。天然氣的燃燒下限明顯高于其他燃料，柴油在空氣中的燃燒下限（體積分?jǐn)?shù)）是0.6％，汽油的是1.4％。第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日LNG的燃燒特性著火溫度可燃?xì)怏w與空氣混合，在沒有點(diǎn)火源的情況下，達(dá)到某一溫度后，能夠自動點(diǎn)燃著火的最低溫度稱為著火溫度。天然氣的著火溫度比較高，在大氣壓條件下，天然氣的著火溫度大約為650℃。如果天然氣與空氣混合形成的可燃混合氣體的溫度高于650℃，則在很短的時(shí)間內(nèi)，氣體將自動點(diǎn)燃。如果溫度高得多，氣體將立即點(diǎn)燃。第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日LNG的燃燒特性燃燒速度

燃燒速度是火焰在可燃?xì)怏w混合物中的傳遞速度。燃燒速度也稱為點(diǎn)燃速度或火焰?zhèn)鞑ニ俣?。天然氣的燃燒速度比較低，其最高燃燒速度只有0.3m/s。一般游離云團(tuán)中的天然氣處于低速燃燒狀態(tài)，云團(tuán)內(nèi)形成的壓力低于5kPa，不會造成很大的爆炸危害。但若周圍空間有限，云團(tuán)內(nèi)部有可能形成較高的壓力波。第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日天然氣與汽油、柴油燃燒特性比較燃料種類天然氣汽油柴油燃燒極限/%（體積）5-151.4-7.60.6-5.5著火溫度/℃650410252空氣中最小點(diǎn)火能/mJ0.2850.2430.243火焰峰值溫度/℃188419772054蒸氣密度/（kg/m3）0.75-0.83.4≥4第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日LNG的低溫特性儲存特性——分層儲存特性——隔熱保冷儲存特性——翻滾

第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日LNG的低溫特性蒸發(fā)特性

LNG是作為沸騰液體儲存在儲罐中，任何外界傳入的熱量，都會引起一定量的LNG蒸發(fā)成為氣體，這就是蒸發(fā)氣（BOG）。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，蒸發(fā)氣的密度是空氣的60％。當(dāng)LNG壓力下降到沸點(diǎn)壓力之下時(shí)，將有一定量的LNG迅速蒸發(fā)成為氣體，同時(shí)液體溫度也將下降到此時(shí)壓力下的沸點(diǎn)，這就是LNG的閃蒸。當(dāng)壓力在100～200kPa時(shí)，壓力每下降1kPa，1m3的LNG產(chǎn)生大約0.4kg氣體。第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日LNG的低溫特性泄漏特性

當(dāng)LNG傾倒在地面上時(shí)，起初LNG會猛烈的沸騰，然后蒸發(fā)速率降迅速衰減至一個(gè)固定的值，該值取決與地面的熱性質(zhì)和周圍空氣供熱狀況。通常條件下，1個(gè)體積的LNG將產(chǎn)生600個(gè)體積的氣體。泄漏的LNG剛開始蒸發(fā)時(shí)，蒸發(fā)氣體的溫度接近LNG溫度，其密度大于空氣密度。但是隨著蒸發(fā)氣不斷從周圍吸熱升溫，蒸發(fā)氣的密度將逐步變小，并最終小于空氣密度。第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日LNG的低溫特性低溫傷害冷灼傷——LNG接觸到皮膚時(shí)，可造成與燒傷類似的起皰灼傷。從LNG中漏出的氣體也非常冷，并且能導(dǎo)致灼傷。如暴露在這樣的寒冷氣體中，即使時(shí)間很短，不足以影響面部和手部的皮膚，但是像眼睛一樣的脆弱組織仍會受到傷害。人體未受保護(hù)的部分不允許直接接觸裝有LNG的而未經(jīng)隔離的管道和附件，這種極冷的金屬會粘住皮肉而且拉開時(shí)將會將其撕裂。凍傷——嚴(yán)重或長時(shí)間地暴露在寒冷的蒸氣和氣體中能引起凍傷。寒冷對肺部的影響——較長時(shí)間在極冷的環(huán)境中呼吸能損傷肺部，短時(shí)間暴露可引起呼吸不適。體溫過低——10℃以下的低溫都可以導(dǎo)致體溫過低的傷害。第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日LNG的低溫特性毒性——LNG和天然氣都是無毒的。窒息——天然氣是一種窒息劑。一般情況下，空氣中的氧氣含量是21％。在空氣中含有高濃度的天然氣時(shí)，尤其是天然氣含量高于40％時(shí)，會引起窒息，此時(shí)會感覺到惡心和頭暈。然而及時(shí)撤離的話，則癥狀會很快消失。氣味——LNG蒸氣是無味的，但是有的LNG中添加了加臭劑。第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日天然氣的安全提要1、天然氣有著火的危險(xiǎn)2、液化天然氣存在凍傷的危險(xiǎn)3、液化天然氣的泄露和溢出4、安全防護(hù)裝備和措施、消防工作第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日天然氣燃燒、爆炸的概念燃燒的條件可燃物質(zhì)、助燃性物質(zhì)、點(diǎn)火源。每一個(gè)條件要有一定的量，相互作用，燃燒方可產(chǎn)生。(1)可燃物(2)助燃物(3)點(diǎn)火源第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日天然氣燃燒、爆炸的概念爆炸（化學(xué)爆炸）：物質(zhì)由一種狀態(tài)迅速轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)，并在瞬間放出大量能量，同時(shí)產(chǎn)生具有聲響的現(xiàn)象叫做爆炸。爆炸也可視為氣體或蒸汽在瞬間劇烈膨脹的現(xiàn)象。此處的爆炸指空氣混合物在密閉的容器內(nèi)局部著火時(shí)，由于燃燒反應(yīng)的傳熱和高溫燃燒產(chǎn)物的熱膨脹，容器內(nèi)的壓力急劇增加，從而壓縮未燃的混合氣體，使未燃?xì)怏w處于絕熱壓縮狀態(tài)，當(dāng)未燃?xì)怏w達(dá)到著火溫度時(shí)，容器內(nèi)的全部混合物就在一瞬間完全燃盡，容器內(nèi)的壓力猛然增大，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，這種現(xiàn)象稱為爆炸。第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日加氣站點(diǎn)火源管理在大多數(shù)場合，可燃物和助燃物的存在是不可避免的，因此，消除或控制點(diǎn)火源就成為加氣站防火防爆的關(guān)鍵。但是，在生產(chǎn)運(yùn)營過程中，點(diǎn)火源常常是一種必要的熱能源，故須科學(xué)地對待點(diǎn)火源，即要保證安全地利用有益于生產(chǎn)的點(diǎn)火源，又要設(shè)法消除能夠引起火災(zāi)爆炸的點(diǎn)火源。靜電火花雷擊火花碰撞和摩擦火花電氣火花

第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日液化天然氣凍傷的危險(xiǎn)發(fā)生冷灼傷時(shí)應(yīng)當(dāng)采取以下處理方法：（1）當(dāng)皮膚與低溫表面粘接時(shí)，可用熱水加熱方法使皮肉解凍，然后再挪開凍結(jié)部位，并將傷員移至溫暖的地方（約22℃）；（2）除去所有妨礙凍傷部位血液循環(huán)的衣物；（3）將凍傷的部位立即進(jìn)行水浴，水溫要求41~46℃，部允許使用干燥或直接加熱的方式；如果水溫超過46℃，就會加劇損傷凍傷區(qū)的身體組織；（4）立即將傷員送往醫(yī)院做進(jìn)一步治療；（5）如果傷員大面積凍傷，且體溫已經(jīng)下降，就需要將傷者浸泡在41~46℃的水中，再盡快將傷者送往醫(yī)院；（6）凍傷的身體部位在加熱后開始疼痛、腫脹，如果傷勢不嚴(yán)重，應(yīng)當(dāng)對凍傷部位進(jìn)行緩慢、持續(xù)地加熱，直至皮膚由灰白色變成粉紅色或紅色；（7）傷員不許抽煙、喝酒，因?yàn)檫@樣會減少流往凍傷組織的血液量，注射破傷風(fēng)針劑，防止感染。第二十頁，共二十二頁，2022年，8月28日液化天然氣的泄露和溢出

液化天然氣的泄漏通常發(fā)生在焊縫、法蘭密封面、螺紋接頭、閥門、金屬軟管等處，因此設(shè)備制造廠家應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)質(zhì)量控制，對焊縫進(jìn)行必要的檢驗(yàn)，對整體進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。由于材料具有不同的線性膨脹量，即使是常溫下氣密性試驗(yàn)獲得通過，但是在充裝液化天然氣后材料的收縮不同，同樣會產(chǎn)生泄漏，因此使用單位應(yīng)當(dāng)在充裝液化天然氣前對容器的管道、閥門用液氮進(jìn)行低溫預(yù)冷，在預(yù)冷過程中緊固法蘭密封面、螺紋接頭、閥門等，并在使用前再次進(jìn)行氣密性試驗(yàn)（低溫情況下），確保杜絕泄漏的發(fā)生。使用單位應(yīng)當(dāng)形成使用情況檢查制度，定期對部件設(shè)備進(jìn)行安全檢查。第二十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日安全防護(hù)裝備、措施、消防工作1）檢測設(shè)備：甲烷氣體檢測器、火焰檢測器、煙火檢測器。在汽車上一般只使用可燃?xì)怏w檢測器就可達(dá)到安全要求。2）工作人員在操作時(shí)，必須穿長衣長褲；佩帶防護(hù)手套和護(hù)