LNG加气站几个关键安全技术的研究

2014-08-15刘丹陕西西安710054

化工管理 2014年23期

刘丹(陕西西安 710054)

在国家发改委以及环保总局制定的《国家环境保护“十二五”规划》中明确提出了污染物排放以及控制目标，增强对机动车污染的防治；通过开发、使用清洁燃料和节能型汽车，减小污染物排放，对于大型、特大城市还必须将尾气污染控制作为确保环境质量的基准。目前，天然气汽车以其污染物排放少、能耗低广受世界各国欢迎，成为国际上最理想的车用代替能源。液化天然气（LNG）作为新型的天然气车用形式，在被外界关注的同时，怎样确保安全技术逐渐成为LNG研究的方向。

一、LNG加气站流程以及危害因素

1.LNG加气站流程

LNG通过LNG槽车在液化天然气工厂进行LNG充装，然后再经公路运输，将其转移到加气站储罐内，再通过储存、泵送，称之为汽车型LNG充装。通常加气站内设有站房、工艺装置区域、加气岛等各种附属设备。对于LNG的工艺装置，又包括LNG储罐以及包含放空系统、潜液泵、储罐自增压、管路连接在内的LNG泵撬。

2.LNG加气站的危害因素

（1）介质危害性

LNG作为LNG加气站的主要介质，它产生的危害包含：毒性、低温危害、火灾爆炸、窒息。从火灾爆炸出现的原因来看，最主要的因素是泄露，一旦空气中的天然气聚集到一定数量，接触明火就会燃烧；如果此时的含量已经达到极限值，接触明火或者火源就很可能引发事故，出现爆炸。

从低温危害来看，LNG温度通常在零下162度，一旦LNG和低温操作相接触或者出现泄漏，都可能对人员造成低温麻醉、冻伤。如果人体和它直接接触，不仅皮肤表层很容易留在低温物体上，还会对皮肤及皮下组织造成冻结，甚至留下伤口。

从毒性危害来看，LNG是烷烃为主的混合性气体，如果在气态状态下，它具有无色、无味等特征，属于低度性毒性物质，如果长期与其接触，很可能造成人体神经衰弱。

甲烷是一种普通的窒息物质，人体如果持续暴露在甲烷含量较高的环境中，会引起意识模糊和窒息。天然气在空气中的体积分数大于40%时，如果吸入过量的天然气会引起缺氧窒息。

（2）装置危险

在低温LNG储罐中，单罐体积一般在60立方米以内，使用卧式绝热真空粉末、珍珠纱用来填充内外筒。破坏真空是它最大的危险，在真空度降低的过程中，潜在的危险以及储罐泄露都会造成很大影响。

在LNG撬泵内部，低温泵很可能由于密封不严密造成泄露。在加气机中，如果直接对汽车进行加气，一直为软管连接的接口就很容易出现漏气现象，或者因为软管爆裂、接口脱落出现泄露。

（3）生产危害

在运行过程中，LNG很可能因为液位超限而出现泄露，这样不仅会让工作人员冷灼伤，还可能引发火灾或者大批量泄露。

生产管道开车前必须预冷，如果不预冷或者预冷速度不满足要求，都可能让工艺管道阀门出现冷收缩、脆性断裂，从而引发事故，让工作人员受伤，甚至出现火灾爆炸和大量泄漏。

另外，在加气工操作中，如果工作人员不注意也很容易导致泄漏，让工作人员受伤，甚至出现火灾爆炸。

（4）自然灾害

根据相关调查，对LNG造成危害的因素主要包括：噪音、地震、雷击与车辆伤害。噪音源于潜液泵；地震作为一种杀伤力极大的灾害，对构筑物会造成严重的威胁；雷击不仅会影响建筑物安全，还可能引发爆炸与火灾，虽然出现频率不高，但是作用力非常大；车辆伤害源于加气站内部车辆，一旦道路没有明确的安全指标，就很可能造成事故。

二、LNG加气站需要注意的安全技术

通过对LNG加气站危险进行分析，在LNG加气站设计中，既要充分利用现代科学技术，还必须从减小与避免危害出发，确保各项安全。

1.平面布置

为了确保加气站正常工作，必须根据站外结构，整合风向、地形等一系列因素，对储罐可能造成影响的危险因素进行处理，并让其远离人群密集地和明火场所；储罐周边须设置防护堤，它的作用是当出现泄露时，能够有效控制液体蔓延，将其固定在一定范围。在设置防火间距时，根据相关规范要求，确定防火间距满足要求。为了方便车辆出出，加气站进出口通常会分开设置。为了杜绝与空气生成新的混合物爆炸，LNG装置应露天设置，便于泄露的LNG快速扩散、挥发。

2.工艺设计

LNG管路系统，使用最多的是自动超压放散，并且设置好事故报警、安全放散与快速切断功能，来保障场站生产安全。同时低温储罐还具有紧急切断的功能，被安装在液管出入上；一旦出现意外，通过切断和外界之间的连接，也能在一定程度上避免液体流出。

储罐除了要设置好安全阀、放空阀、高压报警灯设施，还必须具有检测、液位报警等安全设施。进行放空系统集中设置时，放散的低温天然气应进行加热，并且达到常温状态再排放。因为，常温状态下的天然气密度较小，所以一旦处于高温排放状态，就能迅速四散。在这过程中，为了避免火焰回窜，可以在汇集管末端安装阻火器，对其进行火焰阻隔，这样就能保障系统安全。