液化天然气储运安全技术及管理

2021-01-10马群凯兰州石化职业技术学院甘肃兰州730060

化工管理 2021年14期

马群凯(兰州石化职业技术学院，甘肃兰州 730060)

1 液化天然气储运安全技术的发展背景

我国液化天然气的储运主要是为了缓解我国能源供应不均的紧张情况，在我国长时间的液化天然气储运安全管理中，积累较多的储运安全管理技术。这些技术有力地保障了我国液化天然气储运安全，为我国现代化建的稳定安全建设提供了重要的基础支撑[1]。

整体来看，我国液化天然气储运中仍然存在一定的不足，主要是是受到液化天然气本身的特性影响，其气化后的天然气易燃、易爆的特点让液化天然气的安全储运工作任重而道远。在液化天然气的生产、储运和气化供气各个环节，都需要全面做好安全工作。一旦某一环节出现安全隐患，对安全、经济效益及企业的影响重大，因此在液化天然气储运安全控制中，要坚持预防为主，在任何时候都要做好液化天然气储运安全管理工作。

2 液化天然气的储运风险来源分析

液化天然气主要通过船运、车运和管道方式运输，其中船运占据主要部分，其大吨位的特点非常适合跨国运输，但是该方式在内陆配送上存在很大的局限性；车运是陆地配送的主要方式，是港口到企业运输的重要渠道；管道运输方式在我国的石油运输行业中应用较广，但是在对液化天然气的运输上还存在较多的安全问题，目前液化天然气的管道运输方式仅限于短距离运输，尚无长距离运输的案例，每一种运输方式都存在一定的风险，其主要表现是：

在罐车运输控制方面，主要面临三方面挑战。首先是物流行业集中度较低，管理粗放，安全意识不足，这种运输模式对于高风险的液化天然气而言，一旦出现事故，对于交通和社会影响造成非常大的影响；其次是液化天然气罐车本身在装备水平上就难以达标，大量的在役车辆技术及安全性能较差，尤其是液化天然气罐车对真空性能要求很高，在运行一段时间而不进行检查，能达标的车辆非常少；最后安全冗余设置不足，比如：EBS、防溜车装置等不健全，还甚至有部分厂家私自非法改装罐车，导致罐车质量严重不达标[2]。根据我国《移动式压力容器安全监察规程》要求来看，我国罐车生产的主流厂家中，仅有一家满足行业需求，罐车设备的落后，是液化天然气罐车运输过程中的主要危险来源。

液化天然气的船运占据了全球天然气运输量的八成以上，船运本身的投资风险高，产业体系化完善，在安全管理控制工作中较为成熟，其本身的运输也相对稳定，在液化天然气的船运安全控制方面，不仅要针对航运中的安全做好控制管理，还需要重点对港口的装卸、托运工作做好管理，应该严格按照《整船载运液化天然气可移动罐柜安全运输要求(试行)》办法进行操作。

在管道运输方面，最大的安全风险就是泄漏风险，其泄漏后和空气混合遇到明火容易引发火灾爆炸事故。另外，液化天然气温度很低，一旦泄漏会使一定范围内的人员引起冻伤，同时还存在窒息的可能性。当管道越长，其泄漏风险越大，越难以控制，这就是在液化天然气在管道运输始终以短距离运输的主要原因。

3 液化天然气储运安全技术及管理

3.1 液化天然气储存阶段的安全管理

由于液化天然气始终存在蒸发现象并且储罐容纳气体的能力是有限的，液化天然气在储存阶段也面临较大的风险。当储罐内的工作压力达到允许最大值时，而蒸发还在进一步提升，就会有爆炸的可能性。导致压力暴增的可能性主要是制冷设备的失灵而使介质温度升高，所以在液化天然气的储存中，一定要重点做好温度监控工作，另外还需对以下方面进行控制：

首先是储罐材料的控制，尤其在首次进行液化天然气储存时应重点关注，储罐材料在低温条件下应具有一定的物理适应性，比如：低温工作状态下的抗拉和抗压等机械强度、低温冲击韧性和热膨胀系数等指标；其次是液化天然气充注方式的控制，最好能在储罐顶部和底部均设置充注管路，防止液化天然气出现分层现象，或者有效消除已经存在的分层现象；最后是储罐的隔热性能的设置，不仅有利于保障储罐的安全，同时良好的隔热效果也可以有效降低制冷设备的能源消耗，隔热材料的选择最好还能在一定情况下，保证面临火灾环境时的高温隔热效果，确保其在高温环境下不会出现融化或者沉降的现象；最后就是要做好储罐周边的安全辅助设施，比如：压力的控制和报警防护系统、灭火设施等配套系统，有效提升储存环境下的应急能力。

3.2 液化天然气罐车运输安全控制管理

罐车运输的安全控制主要从两方面考虑：第一方面主要是罐车本身的质量控制，对于我国当下液化天然气运送罐车本身存在的不足之处进行改善，比如淘汰设计中的内外筒体厚度较薄、本身的重量较轻、而承载大质量的液化天然气罐车。在整体结构上配置方面，做好辅助安全设施的配套工作，比如配套静电接地装置，消除运输过程中产生的静电。确保阻火器的安全有效，保证其能在放空口处出现着火时，能够防止火焰回火，从而实现对设备的安全保护，最后罐车的前后左右两侧的灭火机设置，从而提升罐车在突发火灾时的应急能力。另外罐车运输安全控制还要做好操作技术上的控制，比如为了降低罐车内的含氧量，在注入液化天然气之前先行使用氮气进行充分置换，直到罐车内含氧量小于2%为止。另外就是要做好罐车的防超压工作，防超压的实现可通过平压和泄液过程实现。

平压过程的操作是，在降低储罐压力的同时提升槽车压力，主要方式有两种：第一种是储罐顶部与槽车顶部连接平压；第二种是储罐顶部与槽车底部连接平压。两者中的后者具有更好的平压效果，但是在操作难度上比起前者更高，风险更大，尤其是在平压过程中存在储罐顶部高压气体冲击槽车底部液体的可能，导致液体蒸发加速，更严重的可能产生旋涡引起事故，因此一般建议采用第一种平压方式[3]。

卸液过程是通过进液来降低储罐压力，卸液方法分为上进液、下进液和上下共同进液三种方式，其中上进液方式是应用最为普遍，该模式下储罐顶部设有喷淋点，有助于储罐顶部的气体液化，从而达到更好的降压效果[4]。

3.3 液化天然气船运安全控制管理

通过船运对液化天然气进行运输是全世界天然气贸易中发展最快的运输方法，因此在船运方法上，具有所有LNG运输中最为完善成熟的安全控制体系，其具体的控制工作包含了以下多个方面：

在船体控制方面，采用双层壳体的结构，在船舶的外壳体和储槽间形成保护，有效的保护了空间，从而降低船舶撞击触礁引起事故的可能性；在制冷方面，常采用全冷式或半冷半压式制冷技术，一般来说大型LNG运输船一般采用全冷式储槽，而小型沿海LNG运输船一般采用半冷半压式；在隔热手段控制上，主要采用真空粉末、真空多层、高分子有机发泡材料等方法，而每种隔热手段都有各自的优缺点。

真空粉末隔热是一种成本最低的隔热效果，其操作工艺也相对简单，真空多层隔热成本更高，但是具备三个显著优势，第一就是真空多层隔热效果更好，相比同样真空粉末隔热效果的船舶，其所占空间更小，这意味着货物装载量自然更大；在经济方面，随着船体的增加，填充粉末随之增加，真空隔热的成本会显得更低；最后就是粉末隔热会因为船体运动导致沉降现象的发生，但是真空隔热完全不存在这样的缺陷。

另外，液化天然气的船运还具有再液化的控制手段，主要是通过再液化将已经蒸发的天然气重新液化实现降压。在实现方式上，使用三分之一的蒸发气作为能源即可完成对剩下三分之二的蒸发气的回收，可谓是一种安全经济的控制手段，最后使用特制运输球罐，增加各种安全警报装置，也保障了液化天然气船运的安全。

3.4 液化天然气管道运输安全控制管理

我国液化天然气管道运输以短距离运输为主，相比于运输其他介质，液化天然气的管道运输要求的运行温度更低，对密封性和压力控制要求更高，这自然是提升了对管道运输环境的要求[5]。在具体的管道运输安全控制上要注意以下三方面：

首先是要做好第三方施工安全管控与各类地质灾害防控，确保液化天然气管道本身质量和运输环境的高度安全，其中管道施工质量可通过人为验收测试进行，在质量控制上要严格控制各项参数，保障管道施工指标达到预定的标准。在地质灾害控制方面，需要定期做好管道周边环境的监测控制，加强预防；其次是要做好场站设备的安全控制工作，依据标准化场站建设相关要求建立安全管理体系；最后是管道维护人员的职业技能素质管理，由于液化天然气管道本身对于环境要求很高，所以应加大维护的频率，对维护的技术要求也需要具有一定的专业化和标准化，因此相关管理人员要坚决做好对管道维护人员的素质培养工作，进而保障运输管道的安全性。